Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

The following report investigates the Almtuna preschool buildings potential improvements in energy efficiency. Almtuna preschool is owned by Skolfastigheter AB, which is a part of Uppsala Kommun. The preschool is situated in Fålhagen, east from the city centre. In November-December 2015 the old luminous lamps were replaced with the newer technique LED lamps.
The results were based on a simulation model of the building in Simulink. The models corresponded closely with the reality. After the change of lamps, the total energy consumption decreased with 14% for January to Mars 2016 compared with the same months for 2011-2015. The findings of the report show that of the potential improvements only the ventilation would be a viable. The report suggests a photo voltaic system of 39 monocrystalline modules from the company JA Solar. These should be placed on the middle roof, and will produce about 10 500 kWh per year which is 16 % of the pre-school electricity consumption. In practice only 14 % of the buildings electricity consumption would be replaced as the electricity from the PV cells will be produced unevenly during the day and it is expected that at certain periods the PV cells will produce too much electricity for the building use. The estimated pay-back period for the investment and installation was 15 years.
There is a possibility that the excess electricity produced could be sold to the grid. An alternative option is to store the energy in a battery. The suggested battery for energy storage is LiFePO₄ as it has a long lifespan and a high threshold to withstand up and down charges. The calculated potential energy storage during one year is 250 kWh. The report found however that the most economically viable option would be to sell the excess energy to the electricity network.

Almtuna förskola ägs och förvaltas av Skolfastigheter AB, ett fastighetsföretag i Uppsala kommun. Förskolan ligger i stadsdelen Fålhagen öster om stadskärnan. I november-december 2015 utfördes ett byte av belysning från gamla lysrör till den senaste LED-tekniken. Denna studie har gjort en uppföljning på elförbrukningen efter lampbytet samt undersökt möjligheter för fortsatta energieffektiviseringar. Även potentialen för solkraft samt lagring av den producerade elektriciteten examinerades.
Detta undersöktes med hjälp av en energimodell av byggnaden som utvecklades i mjukvaran Simulink. Valideringen visade att modellen stämde bra överens med verkligheten. Efter lampbytet minskade totala energiförbrukningen med 14 % för januari till mars 2016 jämfört med samma månader 2011-2015. Av energieffektiveringsåtgärderna (tilläggsisolering, byte av fönster och dörrar, ventilation, torkskåp och återkoppling av kökets luftflöden) som undersöktes var endast ventilationen som ansågs värd som investeringen.
Studien föreslog även en anläggning på 39 moduler av monokristallina solceller från JA Solar placerade på mittentaket. De kommer enligt simulering i PVsyst producera ca 10 500 kWh per år vilket motsvarar 16 % av förskolans elförbrukning. I praktiken är det 14 % av förskolans elförbrukning som täcks då det sker överproduktion som dock kan säljas. Den uppskattade återbetalningstiden för enbart investering + installation är 15 år.
Utifrån de genomförda simuleringarna framgick att överskottsel från solcellsanläggningen endast sker på helger, vilket leder till en relativt låg ekonomisk lagringspotential under året (ca 250 kWh). Studien visade att det var mer lönsam att sälja den överproducerade elen. Om lagringen skulle vara aktuell var alternativet med LiFePO₄-batteri mest intressant på grund av sin långa livslängd och förmåga att klara spridda upp- och ur-laddningar.