Avdelningen för byggnadsfysik Lunds Tekniska Högskola Tillhör Examensarbete TVBH-5072 Niklas Borgman Populärvetenskaplig artikel, examensarbete Augusti 2014

Områdesanknuten solpotential – en studie över solpotentialen för byggnader i olika områdestyper i Lund

Uppvärmningen av jordens klimat beror till stor del av människans användning av fossila bränslen som energikälla. Trots vetskapen om jordens uppvärmning finns det idag inte några tendenser på att den mänskliga konsumtionen av energi skulle avstanna. För att komma tillrätta med det globala problem som växthuseffekten utgör krävs därför en omställning ifrån beroendet av fossila bränslen till användning av andra, förnybara, energikällor. För en storskalig utbyggnad av solceller i Sverige hade det varit intressant att veta hur mycket solel olika bebyggelseområden i Sverige hade kunnat producera, det vill säga hur stor solpotentialen är för olika bebyggelseområden. Studien har därför haft för avsikt att ta fram värden på olika bebyggelseområdens solpotential per area område samt per boende inom området. De undersökta områdena har utgjorts av ett innerstadsområde, ett lamellhusområde, ett skivhusområde, ett villaområde och ett industriområde. De värden som har tagits fram för varje område grundar sig i den så kallade Solkartan över Lund, en karta över solpotentialen för alla tak i Lunds kommun. Se exempel på kartans utseende i figuren till höger, ju rödare färg desto högre är solinstrålningens intensitet. All instrålning som når ett tak behöver inte vara av samma intensitet, därför har solinstrålningen på varje tak delats upp i olika kategorier. Solpotential som härstammar ifrån solinstrålning med intensiteten 800-900 kWh/m 2 ,år har summerats och benämnts ”mindre god” eftersom en investering i solceller på en sådan yta anses som mindre lönsam. På liknande sätt har kategorierna ”god” (900-1020 kWh/m 2 ,år) och ”mycket god” (>1020 kWh/m 2 ,år) summerats för varje tak i Lunds kommun. På Solkartan har de olika studerade områdena avgränsats och solpotentialen har summerats, summeringen har gjorts för solpotentialerna som härstammar ur de olika solinstrålningskategorierna och för den totala solpotentialen. Därefter har områdets storlek och antalet boende inom området beräknats. Detta har gjort att solpotentialen har kunnat presenteras per områdesarea och per boende inom de olika områdena. Eftersom det i Solkartan endast har registrerats solinstrålning mot tak har de värden som erhållits därifrån endast gällt för tak och inte tak och fasader. För att solpotentialen för de olika områdena ska inkludera både tak och fasader har typbyggnader för varje område modulerats och solinstrålningen som når byggnaden har simulerats. Avsikten med 1

Avdelningen för byggnadsfysik Lunds Tekniska Högskola Niklas Borgman Populärvetenskaplig artikel, examensarbete Augusti 2014 simuleringarna har varit att ta reda på hur mycket större solpotentialen skulle vara för varje område om fasaderna på områdets byggnader hade inkluderats i analysen. De så kallade typbyggnaderna är modeller över byggnader som anses karaktäristiska för området. De är framtagna dels utifrån ritningar över byggnader i de utvalda områdena samt utifrån bilder över byggnader som är typiska för hur man byggde i liknande områden i Sverige. För att ta fram ökningen har typbyggnaden först simulerats utan att inkludera fasader sedan har byggnaden simulerats en gång till då inklusive både tak och fasader. Förhållandet emellan dessa två simuleringar har givit ökningen av solpotentialen om fasaderna hade inkluderats. Ökningen har presenterats som en faktor som sedan har kunnat multipliceras med det summerade värdet från Solkartan. Faktorn har tagits fram både för den totala ökningen av solpotentialen och för ökningen inom de olika instrålningskategorierna. Faktorn multiplicerad med värden ur solkartan presenteras i diagram nedan. Innerstadsområdet har tyvärr inte kunnat analyseras genom simulering, det resultat som visas för innerstadsområdet nedan utgörs därför endast av summering av data ur Solkartan. De framtagna resultaten lider dock av ett fel, summan av solpotentialen för de olika kategorierna är inte lika med den totala solpotentialen. Detta beror på att faktorn som multiplicerats med resultaten hämtade ur solkartan är framtagen utifrån ett grundscenario, solpotentialen för byggnadsmodellens tak, som inte överensstämmer med verkligheten, dvs. resultaten från solkartan. Solpotentialens fördelning mellan de olika kategorierna är olika för solkartan respektive den simulerade modellen. Vilket leder till att den totala solpotentialen inte är lika med summan av solpotentialen inom de olika kategorierna. Resultaten kan därför inte ses som exakta utan snarare som indikatorer över vilka områden som är bättre än andra för den totala solpotentialen och inom respektive kategori.

Solpotential per områdesarea (kWh/m

2

)

35 30 25 20 15 10 5 0 Total (mindre god+ god+ mycket god) Mindre god God Mycket god Innerstad Lamellhus Skivhus Villa Industri 2

Avdelningen för byggnadsfysik Lunds Tekniska Högskola Niklas Borgman Populärvetenskaplig artikel, examensarbete Augusti 2014

Solpotential per boende (kWh/person)

1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Innerstad Lamellhus Skivhus Villa Total (mindre god+ god+ mycket god) Mindre god God Mycket god Resultatet visar att innerstadsområdet och skivhusområdet har störst total solpotential per områdesarea och att lamellhusområdet och skivhusområdet har störst total solpotential per boende inom området. Om man jämför den totala solpotentialen per boende med åtgången av hushållsel för flerbostadshus, 3500 kWh/år,boende, och villor, 2800 kWh/år,boende inses att solceller skulle kunna stå för ca en tredjedel av hushållselen i både lamellhusområdet, skivhusområdet och villaområdet. Modulering och simulering har även gjorts av en typbyggnad ur varje område men med ett optimerat utseende och optimerad orientering. Innerstadsområdet har dock inte optimerats eftersom det inte har kunnat analyseras genom simulering. Resultatet presenteras i diagram nedan.

Solpotential, optimering per områdesarea (kWh/m

2

)

80 60 40 20 0 Lamellhus Skivhus Villa Industri Total (mindre god+ god+ mycket god) Mindre god God Mycket god

Solpotental per boende, optimering (kWh/person)

4000 3000 2000 1000 0 Lamellhus Skivhus Villa Total (mindre god+ god+ mycket god) Mindre god God Mycket god 3

Avdelningen för byggnadsfysik Lunds Tekniska Högskola Niklas Borgman Populärvetenskaplig artikel, examensarbete Augusti 2014 Resultatet för de olika områdena har blivit aningen bättre, förutom för skivhusområdet som har fått en väsentligt förbättrad solpotential. Detta beror på att optimeringen av områdets typbyggnad var radikal och mer omfattande än för de övriga typbyggnaderna. Jämförelse av resultatet för de olika områdena då de har optimerats visar också att skivhusområdet är det bäst lämpade att bebygga med solceller.

Slutsats

Innerstadsområdet och skivhusområdet uppvisar störst solpotential per områdesyta. Om man vill skapa stora anläggningar med effektiv användning av solceller är det därför lämpligt att exploatera tak och fasader inom just de områdena. Att stora anläggningar befinner sig inom ett begränsat område gör även att förhållandena för skötsel och underhåll blir bättre. Skivhusområdet, tillsammans med lamellhusområdet, visar även upp en relativt övriga områden hög potential per boende. Jämförelse mellan solpotentialen för dessa områden och energianvändningen per person i områdena visar att om områdena hade exploaterats med solceller hade ca en tredjedel av energianvändningen knutet till hushållsel kunnat hämtas ifrån solceller. Detta är något som borde inspirera t.ex. fastighetsägare och bostadsrättsföreningar att investera i solel. De skulle då kunna närma sig ett tillstånd då de är självförsörjande av el och därmed minska risken att drabbas ekonomiskt om priserna på el från andra källor förändras och blir dyrare. 4