Hvordan beregnes solenergi i Be18?

Solenergianlæg (solvarme og solceller) er en central del af dokumentationen for vedvarende energi i Be18. Denne beregningsguide beskriver, hvordan bidraget fra disse systemer bestemmes på grundlag af de europæiske standarder, der er implementeret i Be18-beregningsmetoden. Beregningerne udføres månedsvis, hvor anlæggets størrelse, orientering og hældning er afgørende for det samlede energiudbytte.

Opsummering af solenergiberegning i Be18

Beregningstidsserie: Alle beregninger udføres på månedsbasis for at bestemme det faktiske energiudbytte.
Solvarme standard: Bidraget fra solvarme bestemmes i henhold til EN 15316:2007, part 4.3 (SBi 213, afsnit 2.1.6).
Solceller standard: Elproduktionen fra solceller beregnes efter EN 15316:2007, part 4.6 (SBi 213, afsnit 2.1.11).
Inputdata: Kræver indtastning af panelets/kollektorens areal, orientering (rotation) og hældning.
Vejrforhold: Der anvendes standardiserede vejrdata fra Design Reference Year (DRY) for Danmark.

1. Beregningsgrundlag og standarder

Beregningen af solenergi i Be18 tager udgangspunkt i internationale og europæiske standarder for at sikre en præcis modellering af anlæggets ydelse under de danske klimaforhold (Design Reference Year, DRY).

Solvarme (Termiske solfangere)

Solvarmeanlæggets bidrag til varmt brugsvand og eventuelt rumopvarmning bestemmes månedsvis. Dette bidrag afhænger kritisk af anlæggets termiske effektivitet, installationsvinkler og den aktuelle solindstråling.

Ifølge SBi 213, afsnit 2.1.6, specificeres beregningen af bidraget fra solvarme på baggrund af:

Standard: EN 15316:2007, part 4.3.
Nøgleparametre: Størrelse (areal), orientering (azimut) og hældning af solpanelerne.
Drift: Be18 tager hensyn til, at solvarme kan dække varmt brugsvand, hvorved basisvarmekilden (fx kedlen) kan antages slukket om sommeren (SBi 213, afsnit 2.1.4).

Solceller (Fotovoltaiske paneler)

Elproduktionen fra solcelleanlæg beregnes ligeledes månedsvis. Den producerede elektricitet medregnes som et fradrag i bygningens samlede behov for tilført energi.

Ifølge SBi 213, afsnit 2.1.11, følger beregningen af solceller standarden:

Standard: EN 15316:2007, part 4.6.

Be18 kræver indtastning af det aktive solcelleareal, orientering, hældning og den samlede virkningsgrad (inkl. invertertab).

2. Trin-for-trin metode i Be18

Følgende trin beskriver den nødvendige datahåndtering og aktivering af solenergianlæg i Be18:

Trin 1: Registrering af bygning og hoveddata

Start med at registrere bygningens grundlæggende geometri og opvarmede etageareal.

Trin 2: Aktivering af solenergisystemer

Under skemaet Hoveddata og sektionen Varmeforsyning skal de relevante afkrydsningsfelter aktiveres:

Afkryds Solvarme (SBi 213, afsnit 4.2.6), hvis der er termiske solfangere.
Afkryds Solceller (SBi 213, afsnit 4.2.8), hvis der er fotovoltaiske paneler.

Trin 3: Indtastning af Solvarmeanlægsdata

Navigér til skemaet Solvarmeanlæg under Varmeforsyning og indtast de specifikke data for anlægget, herunder:

Kollektorareal [\textm^2].
Hældning \beta [\textgrader].
Orientering \gamma (Rotation i forhold til syd, hvor syd er 0°).
Termiske effektivitetsparametre for solfangeren.

Trin 4: Indtastning af Solcelledata

Navigér til skemaet Solceller under Varmeforsyning og indtast de specifikke data:

Panelareal [\textm^2].
Hældning \beta [\textgrader].
Orientering \gamma [\textgrader].
Total virkningsgrad (inklusive invertereffektivitet).

Trin 5: Afgørelse af brug

For solvarme skal det specificeres, om bidraget går til varmt brugsvand, rumopvarmning eller begge dele.

Trin 6: Beregn energiramme

Be18 integrerer de månedsvise bidrag fra solenergianlægget som en del af bygningens samlede energiforsyning og trækker elproduktionen fra solceller fra det samlede energibehov til bygningsdrift.

3. Formler og inputparametre

Da Be18 bygger på komplekse simuleringsmodeller fra EN 15316, angives her de relationer og inputparametre, der er styrende for beregningsresultatet. Beregningen simulerer, hvordan den faktiske månedlige solindstråling påvirker den specifikke anlægskonfiguration.

Generel relationsformel for solenergi

Den samlede energi, Esol, der produceres af anlægget i en given periode (måned), er proportional med solindstrålingen (Isol), anlæggets areal (A) og dets samlede effektivitet (\etatot), korrigeret for orientering og hældning.

3.1 Solvarmebidrag

Det termiske bidrag fra solvarme Qsol, varme beregnes ud fra kollektortype, -areal og de termiske tab.

$Q_{sol, varme} = \sum_{m=1}^{12} (A_{k} \cdot I_{sol, m} \cdot F_{optisk} - Q_{tab, m}) \quad [\text{kWh/år}]$

Hvor:

A_k: Kollektorareal [\textm^2].
Isol, m: Månedlig solindstråling på kollektorens plan [\textkWh/m^2].
Foptisk: Optisk faktor (korrigeret for vinkler).
Qtab, m: Månedlige varmetab fra kollektor og rør.

3.2 Solcelleproduktion

Den elektriske produktion fra solceller Esol, el beregnes ud fra panelets brutto-areal, den specifikke ydelse og systemtab.

$E_{sol, el} = \sum_{m=1}^{12} (A_{pv} \cdot I_{sol, m} \cdot \eta_{celle} \cdot \eta_{system}) \quad [\text{kWh/år}]$

Hvor:

Apv: Solcelleareal [\textm^2].
\etacelle: Panelets nominelle virkningsgrad.
\etasystem: Systemvirkning (inkl. inverter, kabler osv.).

Vigtige beregningsinputparametre

Parameter	Symbol	Enhed	Beskrivelse	Kilde
Areal af kollektor/panel	`A`	`[\textm^2]`	Bruttoarealet af solfangeren eller solcellepanelerne.	SBi 213, afsnit 2.1.6, 2.1.11
Hældning	`\beta`	`[\textgrader]`	Hældningsvinkel i forhold til horisontalplanet.	SBi 213, afsnit 2.1.6, 2.1.11
Orientering	`\gamma`	`[\textgrader]`	Rotation fra syd (Syd `= 0°`, Vest er positiv).	SBi 213, afsnit 4.1.12
Solindstråling	`Isol`	`[\textkWh/m^2]`	Månedlig indstråling fra DRY-vejrdata.	SBi 213, afsnit 4.3.2

Kilde: SBi 213, afsnit 2.1.6, 2.1.11, 4.1.12 og 4.3.2

4. Gennemregnet eksempel

Dette eksempel viser, hvordan inputdata oversættes til de nødvendige parametre i Be18 for at beregne det årlige solenergibidrag.

Scenario: Et enfamiliehus med et solenergianlæg installeret på taget.

Parameter	Solcelleanlæg	Solvarmeanlæg
Formål	Elproduktion	Varmt brugsvand
Areal	`15,0 \text m^2`	`4,5 \text m^2`
Hældning (`\beta` )	`30°`	`45°`
Orientering (`\gamma` )	`45°` (Sydvest)	`0°` (Syd)
Systemeffektivitet (Estimeret)	18% (inkl. inverter)	-
Beregning standard	EN 15316:2007, part 4.6	EN 15316:2007, part 4.3

Resultat af Be18-simulering (Eksempelvis data):

Efter indtastning i Be18 anvendes DRY-vejrdata og standardernes metoder til at estimere udbyttet:

Solcelleproduktion (El):
- Den månedlige elproduktion (højest i sommerperioden) beregnes.
- Antaget årligt udbytte: 1.800 \text kWh/år. Dette fratrækkes det samlede elforbrug til bygningsdrift.
Solvarmebidrag (Varme):
- Det månedlige termiske bidrag til varmt brugsvand beregnes (højest om sommeren).
- Antaget årligt bidrag: 1.200 \text kWh/år. Dette reducerer behovet for primær varmeforsyning (fx fjernvarme eller kedel).

Be18 vil automatisk prioritere solvarmebidraget til varmtvandsbehovet, før det resterende varmebehov dækkes af basisvarmeforsyningen. Den energi, der produceres, sikrer, at bygningen lettere opfylder kravet om vedvarende energiandel.

5. Integration med Plans software

Plans er specialiseret i præcis dataopsamling og geometriregistrering, hvilket er fundamentalt for nøjagtige solenergiberegninger i Be18.

Når du arbejder i Plans, sikres de nødvendige input til Be18’s solenergiberegninger ved:

Arealregistrering: Gennem LiDAR-scanning eller manuel opmåling af taget registreres det præcise areal, hvor solcellepaneler eller solfangere skal installeres. Dette areal overføres direkte til A i Be18-beregningen.
Geometrisk Data: Bygningens rotation (orientering \gamma) registreres i Plans i forhold til nord/syd, hvilket er afgørende for at beregne den effektive solindstråling Isol på de specifikke paneler. Rotationen angives i grader på en 360°-skala (SBi 213, afsnit 4.1.12).
Dataeksport: Plans samler alle geometriske data – herunder tagarealer og bygningsorientering – og eksporterer dem via XML til Be18-kompatibel software. Dette sikrer, at de geometriske forudsætninger, der bruges til energirammeberegningen, er baseret på de faktiske opmålinger.
Effektivitetsinput: Mens Plans registrerer bygningens fysiske dimensioner, skal de specifikke tekniske data (virkningsgrad, tabsfaktorer osv.) for solenergianlægget fortsat indtastes manuelt af energikonsulenten i Be18, da disse er afhængige af de valgte komponenter (paneler, inverter, kollektor).

6. Kilder

SBi 213 (2018): Anvisning om bygningers energibehov og energiforsyning. Særligt afsnit 2.1.6 (Solvarme), 2.1.11 (Solceller) og 4.2.6/4.2.8 (Be18 input).
EN 15316:2007, part 4.3: Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 4-3: Heat generation systems, thermal solar.
EN 15316:2007, part 4.6: Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 4-6: Heat generation systems, photovoltaic systems.