Role of housing in optimization of renewable energy in a Sustainable Positive Energy Neighbourhood in Norway

Abstract

Sammendrag Vi kan ikke benekte bygningers rolle for en bærekraftig fremtid. Vi strever ikke bare etter energieffektive bygninger, men for energieffektive nabolag. Etter energieffektive nabolag, har vi energi pluss prosjekter. De kan balansere energibehov av prosjekter som ikke kan produsere nok fornybar energi for seg selv. Denne avhandlingen bruker et bærekraftig pluss nabolag (SPEN) fra Norge som case-studie og fokuserer på rolle av boligbygg i et bærekraftig pluss nabolag for å minske importen av strøm fra energinett. Selv om nabolaget produserer mer energi enn det trenger, er det fortsatt avhengig av energinett når det ikke har nok fornybar energi, for eksempel når det ikke er mye sol eller systemet ikke er helt effektivt. Sammen med energibalansen, er den økonomiske delen viktig, som prisen på strøm når den er solgt til energinett er mye mindre enn prisen på den når vi kjøper energi tilbake fra energinett. For å tiltrekke folk til bærekraftighet, er den økonomiske delen veldig viktig. Fra simuleringer gjort i denne avhandlingen, ser vi flere strategier som gir oss innsikt i hvordan man kan gjøre SPEN mer effektiv og tiltrekkende for utviklere. I det valgte nabolaget utredes bare boligbygg i denne avhandlingen, så det er flere ting som gir mulighet for etterforskning. Derimot, forklarer boligbyggsimuleringer oss hvilke aspekter kan ha virkning på direkte bruk av fornybar energi på stedet som resulterer i verdifall av energiimport fra energinett. Energiprofil av bygninger forandrer seg når vi endrer dens konstruksjon eller energi systemer, så resultatene er sammenlignet i prosentdel. En foreløpig analyse forteller oss at endring i termisk masse, ventilasjonssystem og/eller varmesystem kan endre bruk av fornybar energi på stedet veldig enkelt med 1-6%. Det er ikke så mye, men vi ser at i stor skala, det kan la oss unngå mye energi utslipp. Det kan også være et springbrett for mer forskning, siden simuleringsprogrammer blir forbedret med tiden så resultatene fra denne avhandlingen kan gi et grunnlag for mer omfattende forskning i fremtiden.

Nøkkelord: Energi pluss, SPEN, Energibalanse, Økonomisk, Energiimport

Role of buildings to achieve a sustainable future is undeniable. We are not just striving for energy efficient buildings anymore but for energy conscious neighbourhoods. Beyond the energy conscious neighbourhoods, energy positive projects come into play, which can balance the energy requirements of the projects that are unable to produce enough clean energy for themselves. Taking a sustainable plus energy neighbourhood (SPEN) from Norwegian context as a case study, this thesis aims to look into the role of housing buildings in a SPEN to decrease the import of electricity from the grid. Even though the neighbourhood inherently produces more energy than it consumes, it is still dependent on grid electricity during times of less or no production. So, along with the energy balance, financial aspect matters,(Rezzonico 1997) in a way that the price of electricity sold to grid is much less compared to price of electricity bought from grid in time of less production on site. (Bøe 2017) In order to attract masses towards the sustainability, economic factor is quite important. So, from the simulations done in this project, certain strategies are experimented with, which give us insight on how to make SPENs more efficient and attractive to developers. In the selected neighbourhood, only housing buildings are studied in this thesis, so there is plenty of area which needs to be studied further. However, the housing simulations tell us which aspects of these buildings can impact the direct usage of on-site produced energy, resulting in a decline in energy import from grid. Energy profile of the buildings changes when their construction or energy systems are modified, so results are compared in terms of usage percentage, which tell us from the preliminary analysis that change in thermal mass, ventilation system and/or heating system can easily sway the direct usage of on-site produced energy by 1-6 %, which may not be huge but when applied to large scale projects, can save us a lot of energy emissions. This can act as a steppingstone for further research, as the simulation programs are being improved with time and results from this thesis can provide groundwork for more in-depth research in the future.

Keywords: Energy positive, SPEN, Energy balance, Financial, Energy import