Flera symboliska byggnader drar i dag nytta av solcellsanläggningar. Exempel är Vita huset i USA,91 Taj Mahal i Indien, Eiffeltornet i Paris, Clarence house i London, Chirk Castle i Wales92 samt Nervi Hall i Vatikanstaten.93 Det kongelige slott i Oslo planerar att installera solceller under 2018.94Det har även motionerats i riksdagen för att Riksdagshuset ska installera solceller.95
8 Projektets historia och projektet i dag
Under 2010 installerades en solcellsanläggning på den norra längan på Slottets tak. Totalt har nio paneler installerats med en sammanlagd teoretisk effekt på 1.8 kW. Solcellerna är av märke PVE enterprises och är tillverkade i Blekinge. Panelerna installerades av SolEl konsulterna. Företaget är numera likviderat. Enligt en utvärdering kan en större anlägg-ning av samma typ producera ungefär 500 000-600 000 kWh årligen.96 Testanläggningen finns än i dag och energiproduktionen kan övervakas med dator. I Figur 20 kan man se en bild av testanläggningen. 91 ThoughtCO (19/4-17) https://www.thoughtco.com/history-of-white-house-solar-panels-3322255 92 E:on (17/5-17)http://kampanj.dn.se/eon/posts/kanda-platser-med-solceller/
93The Telegraph (19/4-17) http://www.telegraph.co.uk/news/earth/energy/renewableenergy/ 3527161/Vatican-installs-huge-solar-panel-energy-system.html
94
Mailkonversation med slottsförvaltare Ragnar Osnes, http://www.kongehuset.no/seksjon.html?tid=35264
95
Rikaantikvarieämbetet (8/5-17)https://www.riksdagen.se/sv/dokument-lagar/dokument/motion/ energi-fran-solceller-pa-riksdagens-tak_GZ02K213
96
Figur 20: Bilden visar testanläggningen på Slottets tak.
I början av 2016 hörde företaget Skellefteå kraft av sig till Hovet och hade en önskan om att utveckla ett solcellskoncept på Slottet med avsikt att göra Slottet till en symbol för grön energi. Idén gillades av Hovet och ärendet lämnades över till Statens fastighetsverk. Statens fastighetsverk var enligt Skellefteå kraft också förtjusta i idén. Det fanns vidare en avsikt att Skellefteå kraft i samarbete med Statens fastighetsverk skulle utveckla en strategi för solcellsanläggningar på andra kulturminnesmärkta fastigheter. Det ledde till att Skellefteå kraft under några månader tog fram en solcellslösning för Slottets tak. Tanken var att Skellefteå kraft och Statens fastighetsverk tillsammans skulle överlämna solcellslösningen till Kungen på hans 70-årsdag, den 30 april. Till 70-årsdagen trycktes det av Skellefteå kraft upp en skiss över hur det skulle kunna se ut samt ett plakat med gratulationer från parterna som skulle lämnas över till Kungen. För att det inte skulle uppstå några legala hinder skulle anläggningen vara en testanläggning avsedd för att senare utvärderas och leda till att utreda möjligheterna att i framtiden ersättas med en offentligt upphandlad lösning. Anläggningen skulle vidare ägas av Skellefteå kraft.
En kort tid innan lösningen skulle överlämnas lämnade Statens fastighetsverk dock besked att det inte skulle bli av med hänvisning till att Statens fastighetsverk hade upphandlat på annat håll. Skellefteå kraft var då tydliga med att de gärna ända kunde erbjuda hjälp
med delar av sin färdiga lösning och låta en annan part stå för andra delar. Den dåvaran-de generaldirektören sa dock nej. Statens fastighetsverk gick själva upp till Kungen och överlämnade gåvan att en solcellslösning ska bli av. I Skellefteå krafts lösning ingick bland annat att man hade hört av sig till företaget Tesla och hade för avsikt att använda deras batterier för energilagring. Med det sagt finns det i dag en färdig lösning som Skellefteå kraft har tagit fram och som de fortfarande gärna delar med sig av om de får frågan från Statens fastighetsverk.
Nu är ett projekt på gång. Det finns sedan 2015 ett ramavtal för solelsanläggningar, en antidiskrimineringsklausul och en teknisk rambeskrivning som Statens fastighetsverk har tagit fram rörande solceller på deras byggnader. Det finns flera förslag som är framtagna av Statens fastighetsverk på vilka delar av Slottets tak som ska täckas med solceller. Enligt mail från landshövdingen till riksmarskalken ska det bli en anläggning om 1200 m2 per länga, förutom den södra längan, då denna anses generera för dålig elproduktion. Anlägg-ningen i fråga ska kunna generera en effekt på 205 kW. Enligt Erik Kampmann finns det två miljoner kronor avsatta för en solcellsanläggning på Slottets tak. Det finns inget som tyder på att regering eller riksdag kommer att engagera sig i solcellsprojektet.
Hovet har som nämnt engagerat Länsstyrelsen i solcellsprojektet. Länsstyrelsen har för-medlat kontakt mellan Riksantikvarieämbetet och Statens fastighetsverk. Det har skett diskussioner mellan dessa parter på informell nivå, men det har ännu inte lämnats in en formell förfrågan till Riksantikvarieämbetet från Statens fastighetsverk om att få ändra på Slottets exteriör eller interiör genom att installera en solcellsanläggning.97
9 Resultat
9.1 Hur Kungliga slottet på bästa sätt skulle kunna förses med solceller
på taket
Det finns flera aspekter som man måste ta hänsyn till för att man på bästa sätt ska kunna förse Slottets tak med en solcellsanläggning. Solcellerna får dels inte avvika från eller kon-trastera mot fasaden eller takplåten, dels måste man vid applicering göra minimal åverkan på fastigheten. Med tanke på Slottets läge måste man också ta hänsyn till den solstrålning som reflekteras för att inte störa intilliggande byggnader eller lufttrafik på väg till eller
97
från Arlanda eller Bromma flygplats.98Vad gäller färgmässiga kontraster är det viktigt att tänka på att Slottets tak har en liten lutning och lutar innåt mot den inre borggården. Därmed kommer panelerna inte att synas från markplan. Vidare vad gäller färg i jämfö-relse med taket kopparplåt och även vad gäller minimal åverkan på Slottets tak kan man använda den befintliga testanläggningen som riktmärke. Riksantikvarieämbetet har redan godkänt testanläggningen och menar att den inte gör någon åverkan, varken materiellt eller estetiskt av den enkla anledningen att färgen är väl genomtänkt och panelerna är ”fastnypta” i takfalsarna och gör därmed ingen åverkan.
Vidare drar Slottets kylanläggningar väldigt mycket el i förhållande till den totala energi-förbrukningen.99Dessa nyttjas på sommaren och förser hela Slottet med kyla. Med tanke på att Stockholm bara har cirka 20 soltimmar vintertid100är det också praktiskt att tänka sig att den mesta av energin som kommer att levereras av en solcellsanläggning kommer att ske sommartid. Det är därför mest rimligt att tänka sig att elen ska gå till den del av Slottet som använder mest energi sommartid, vilket är kylanläggningen. Kylanläggningen kan å andra sidan också användas för uppvärmning, så när Slottet inte behöver kylas ned kan överskottet av elen från solcellsanläggningen distribueras som uppvärmning i stället.101
98PVeduacation (26/4-17) http://www.pveducation.org/pvcdrom/calculation-of-solar-insolation
99
Stenström L. Drifttekniker på Statens fastighetsverk, Intervju
100
Kloo L. Professor i oorganisk kemi, Intervju
101
Figur 21: Grafen visar hur den simulerade effekten per kvadratmeter varierar den 1 januari för de olika längorna.
Figur 22: Grafen visar hur den simulerade effekten per kvadratmeter varierar den 1 april för de olika längorna.
Figur 23: Grafen visar hur den simulerade effekten per kvadratmeter varierar den 1 juli för de olika längorna.
Figur 24: Grafen visar hur den simulerade effekten per kvadratmeter varierar den 1 oktober för de olika längorna.
Figur 21-24 visar hur effekten varierar enligt en fysikalisk uppställning som diskuteras i avsnitt 3.1. På ett helt år kan de olika längorna optimalt producera strax under 540 000 kWh. Detta stämmer också överens med de beräkningar man har gjort som utgår från data hämtad från den nuvarande testanläggningen och som framgår av en rapport.102Detta gäl-ler om all möjlig yta används. Energin beräknas genom att integrera kurvorna över tiden och upprepa varje dag för att sedan summera bidragen från alla dagarna. Den fullständi-ga beräkningen finns i bifofullständi-gat Matlab-script. Slutligen om man ser till de energiförluster som sker i övrig uttrustning som tillhör anläggningen kan man beräkna den årliga energi-produktionen som utvinns som elektricitet. Enligt Energimyndigheten kan man på grund av övriga energiförluster få ut cirka 93 procent av energin som elektricitet.103 Det ger en energiproduktion på ungefär 500 MWh. Det kan jämföras med data från Figur 18-19 under avsnitt 6.3 och Tabell 4. Det kan observeras att en produktion på 500 MWh i dagsläget överstiger Slottets årliga behov av värme och kyla om konsumtionen är densamma som för åren 2013-2016.
2013 2014 2015 2016 368.0250 368.8430 274.0298 388.7682
Tabell 4: Tabellen visar Stockholms slotts årliga energikonsumptionen i Mwh för värme och kyla baserat på data från figur 18-19.
I och med att den optimala producerade energin överstiger behovet för värme och kyla skulle det vara möjligt att installera någon typ av energilagring i form av batterier eller vätgasceller. Batterierna eller vätgascellerna skulle kunna lagra överskottet för senare bruk. De skulle i fall av strömavbrott eller annat behov kunna förse en del av Slottet med back-updrift. Alternativt skulle energin kunna användas för att förse en annan del av Slottet med energi.
9.2 Investeringskrav
De senaste åren har kostnaderna för solceller sjunkit radikalt. Detta kan observeras i Figur 13, avsnitt 3.5. En solcellsanläggning på Slottets tak kräver likvida medel. Jag har här valt att begränsa mig i investeringsberäkningarna på så sätt att jag antar att solpanelerna kommer att ha en verkningsgrad på 15 procent. Detta på grund av att de vanligaste
sol-102
Utvärdering av solcellsanläggning på Stockholms slott, Jan-Erik Nowacki, Nowab
103
Energimyndigheten (13/5-17) http://www.energimyndigheten.se/fornybart/solenergi/ solceller/
cellsmoduler som i dag finns på marknaden har en verkningsgrad på 15 procent.104
Solcellers verkningsgrad mäts i standardiserad effekt. Detta kan sammanfattas
Pp= η · 1000W/m2· A (21) Där faktorn 1000 W/m2 kommer från att integralen av AM.1.5-spektrumet är ungefär 1 kW/m2.
Enligt den sammanställning som Energimyndigheten har gjort och som framgår av Figur 13 under avsnitt 3.5 kostar en större anläggning på kommersiella och industriella byggnader (kategorin som Slottet kan anses tillhöra) ungefär 11,8 kronor per Wp.
P ris = 0, 15 · 11, 8kr/Wp· 1000W/m2· 4470m2= 7911900kr (22) Slottet kan anses tillhöra elpriskategori DE (Se Figur 17 och Tabell 2 under avsnitt 5.1). Med uppställningen att elpriset sätts till det genomsnittliga priset i slutet av 2016, 135 öre per kWh, och det ansätts att en anläggning i runda slängar producerar 500 000 kWh per år leder det till en årlig besparing om 675 000 kronor.105 Enligt trend är det troligt att elpriset kommer att stiga med tiden. Det är därför möjligt att ytterligare besparingar kan göras.