Orkunotkun

Víða erlendis er notkun endurnýjanlegrar orku talin skipta miklu í umhverfisvænni hönnun. Ísland býr að þeirri sérstöðu að stærsti hluti raforku sem framleidd er hérlendis er fengin frá vatnsaflsvirkjunum þar sem orka er unnin úr endurnýjanlegri auðlind. Á sama hátt er megnið af orkunni sem notuð er til húshitunar hérlendis umhverfisvæn, fengin úr jarðvarma.

Raforkunotkun á hvern íbúa á Íslandi er með því hæsta sem gerist í heiminum. Þetta má að mestu skýra með orkufrekri stóriðju en almenn orkunotkun íslenskra heimila er einnig mjög mikil. Þurfum við þá nokkuð að spara? Jú, með því að nýta innlenda raforku betur sparast auðlindir landsins og meira fæst út úr þeim fjárfestingum sem liggja í orkumannvirkjum landsins. Það eitt að eiga nægtir einhvers réttlætir ekki sóun og voru sjónarmið orkusparnaðar því hafði að leiðarljósi við alla hönnun kerfa í Sesseljuhúsi.

Öll orka sem notuð er í Sesseljuhúsi er fengin frá endurnýjanlegum orkugjöfum. Um er að ræða raforku frá vatnsaflsvirkjunum, varmarafala og sólarrafhlöðum ásamt varmaorku frá hitaveitu Sólheima, auk vindmyllu. Öll orka sem notuð er, eða er framleidd, í Sesseljuhúsi er mælanleg og sett var upp hlaupandi skráning á orkunotkun og orkuframleiðslu. Skráning er sett fram á orkuskjá sem gerir gestum kleift að átta sig án fyrirhafnar eða mikillar þekkingar á því hversu mikil orka hefur verið notuð og/eða framleidd. 
IMG_7850

Ársnotkun orku í heiminum eru rúmlega 1 x 1014 kWh. Helstu orkugjafar eru olía (40%), kol (23,3%) og jarðgas (22,5%). Orka frá vatnsaflsvirkjunum nemur 7% og 6,5% koma frá kjarnorkuverum. Langminnst er svo fengið frá öðrum orkugjöfum eins og jarðvarma, vindi og sól eða 0,7%. Á Íslandi er hins vegar 70% orkunnar sótt til endurnýjanlegra auðlinda en 30% fæst úr olíu og kolum.

Orkustofnun Bandaríkjanna (US Department of Energy) telur að orkuþörf mannkyns muni aukast um 59% á næstu 20 árum. Ekki veit það á gott, samfara þessari aukningu eykst árlegur útblástur koltvísýrings úr 5,8 milljörðum tonna í 9,8 milljarða tonna árið 2020.

Húshitun

Kynding húsa krefst mikillar orku, að minnsta kosti á norðlægum slóðum. Á Íslandi er jarðvarmi nýttur bæði til upphitunar á húsum og til rafmagnsframleiðslu og hafa um 90% Íslendinga aðgang að hitaveitu, hinir nota rafmagnshitun. Um fjórðungur af allri orkunotkun á Íslandi fer til húshitunar. Ef önnur orka en sú sem við vinnum úr jarðvarma væri notuð til húshitunar hér á landi væri mengun á Íslandi mun alvarlegra vandamál en við þekkjum í dag.

Sólheimar eiga sína eigin hitaveituborholu og er heitt vatn úr henni notað við alla húshitun innan svæðisins og í heitt kranavatn. Sesseljuhús er þar engin undantekning, húsið er hitað með hefðbundnu ofnakerfi og hluti þess með gólfhitakerfi. Ekki var ástæða til að bruðla með hitann sem við svo heppilega eigum og var því kappkostað við að nýta hann vel í Sesseljuhúsi. Liður í því var að lágmarka hitatöp, húsið er vel einangrað og að auki var hágæða einangrunargler frá Íspan sett í alla glugga hússins.

Við hönnun hitakerfis í Sesseljuhúsi var takmarkið meðal annars að nýta varmann frá hitaveituvatninu sem best. Því var heita vatninu stýrt í gegnum notkunarkeðju með nokkrum þrepum. Í hverju þrepi er vatnið tekið inn við ákveðið hitastig og skilað yfir á það næsta einhverjum gráðum lægra vegna nýtingar varmans. Notkunarkeðjan grundvallast á því að hvert þrep þarfnast heits vatns við ólík hitastig. Varmi frá hitaveitu er notaður í framleiðslu rafmagns, í kranavatn, til hitunar lofts vegna loftræsingar og til húshitunar bæði í ofna- og gólfhitakerfi. Varminn er einnig notaður til snjóbræðslu utanhúss.

Ofnar í Sesseljuhús voru framleiddir af Ofnasmiðju Reykjavíkur en hjá fyrirtækinu Tengi fengust allar vatns og pípulagnir sem notaðar voru innanhúss.

Stitched Panorama
Hitaveita Sólheima

Sólarorka

Orkan sem berst til Jarðar frá sólu á einni klukkustund nemur árlegri heildarorkuþörf alls mannkyns. Orkan í sólarljósinu er í raun uppspretta flestra annarra orkugjafa jarðar. Sólarorka er drifkrafturinn í veðrakerfum jarðarinnar og því er vind- og vatnsorka í raun tilkomin vegna hennar. Það sama gildir um orku sem mynduð er við brennslu trjáa og plantna því orkan sem þar losnar er sólarorkan sem plönturnar beisluðu við uppvöxt sinn. Einnig á þetta við um olíu, kol og gas, þessir orkugjafar myndast á milljónum ára úr jurtaleifum og því fyrir tilstilli sólar.

Sólarsellur umbreyta orku sólarljóss í raforku á þann hátt að hálfleiðandi efni í þeim, oftast kísill, dregur til sín hluta þess ljóss sem fellur á sellurnar. Orka ljóssins flyst við það til hálfleiðarans og losar um rafeindir sem mynda síðan rafstraum. Með því að koma fyrir málmþynnum ofan og neðan við hverja sellu er svo hægt að ná rafmagninu út úr sellunni og nota það.

Sólarsellur eins og gefur að skilja, framleiða ekki rafmagn nema ef sólarljós kemur til. Því er ekki um rafmagnsframleiðslu í myrkri að ræða. Í Norður-Evrópu hefur reynslan sýnt að full afköst sólarsella nást um 10% tímans í meðalári en á Íslandi má búast við aðeins lægri nýtingarhlutfalli eða um 9%.  

Í Sesseljuhúsi er verið að koma fyrir stærstu sólarsellusamstæðu á Íslandi, 16 sólarsellum sem hver er 140 W, alls því 2,24 kW. Ef miðað er við nýtingarhlutfallið 9% af fullum afköstum ætti hún að framleiða á einu ári:

9% x 365 d/ári x 24 klst/dag  x 2,24 kW  = 1766 kWh

Til þess að átta sig á þessari tölu má nefna að ísskápurinn í Sesseljuhúsi eyðir 142 kWh á ári (skv. framleiðanda). Því gæti ársframleiðsla sólarsellanna séð 12 slíkum ísskápum fyrir rafmagni í heilt ár.


Varmarafali

Í Sesseljuhúsi verður sett upp mjög sérstakt tæki til rafmagnsframleiðslu. Um er að ræða varmarafala, en íslenska fyrirtækið Varmaraf hefur þróað varmarafalann gagngert til þess að breyta varmastreymi milli heits og kalds vökva í rafmagn. Þetta hefur áður verið reynt en með hönnun hins íslenska rafala hefur náðst betri virkni í útfærslu en hingað til hefur þekkst. Varmarafali er ekki flókið tæki en krefst góðrar hönnunar. Nýtni er nokkurn veginn í réttu hlutfalli við hitastigsmuninn milli heitrar hliðar rafala og kaldrar hliðar. Við 70°C hitastigsmun er nýtnin um 3%.

Varmarafalar hafa verið notaðir í ýmsum sérhæfðum tilgangi, þeir eru notaðir til að knýja mælitæki á jöklum og annars staðar fjarri byggð. Þekktasta hagnýting varmarafala er í geimförum sem kannað hafa ystu mörk sólkerfisins. Þar er ekki næg sól til að gagn sé af sólarrafala en í staðinn er notaður varmarafali þar sem geislavirk efni mynda heitu hliðina og geimurinn skapar kælingu.

Varmarafalar eru áhugaverð nýjung á sviði bættrar orkunýtingar og umhverfisverndar. Víða í náttúrunni og í vélbúnaði er að finna varma sem ekki er nýttur til fulls. Jarðhitavatn kólnar og vélar eru kældar með vatnskössum, sjókælum og varmaskiptum. Þarna er um mikið afl að ræða sem virkja má með varmarafmagni.

Á Íslandi bjóða varmarafalar upp á mörg tækifæri vegna jarðhitans sem hér finnst. Þeir eru einnig tilvaldir til framleiðslu rafmagns í fiskiskipum þar sem hiti frá vélum er ónýttur. Hér á Íslandi hefur varmarafali ákveðna kosti fram yfir sólarrafala. Varmarafali getur framleitt rafmagn stöðugt meðan sólarrafali gagnast ekki á nóttunni þegar sól ekki skín og er lítils megnugur á rigningardögum. Í tilfellum þar sem varmarafali gengur fyrir heitu vatni sem nýtt er áfram eða ekki þarf að greiða fyrir eftir mæli má segja hann hagkvæmari kost en sólarrafala.

 

FACEBOOK

PÓSTLISTI

VEÐUR

 
 
Sólheimar sjálfbært samfélag | 801 selfoss | Iceland | Sími: 422 6000 | solheimar@solheimar.is