Reiðhallarþakið orðið að raforkuveri

Á Lýsuhóli á Snæfellsnesi hefur verið tekið í notkun umfangsmikið birtuorkukerfi á þaki reiðhallarinnar. Kerfið samanstendur af 340 birtusellum með 172 kW uppsettu hámarksafli og rafhlöðugeymslu sem rúmar 253 kWh. Áætlað er að kerfið framleiði um 115–120 þúsund kílóvattstundir (kWh) af raforku á ári.

Að sögn Geirs Sveinssonar hjá Ljósorku er þetta stærsta birtuorkukerfi sem sett hefur verið upp á Íslandi til þessa, eftir því sem fyrirtækið best veit.

Verkefnið vekur jafnframt spurningar um hvort eigendur fleiri reiðhalla, tamningastöðva og stærri hesthúsa geti nýtt þakfleti til eigin raforkuframleiðslu og þannig lækkað rekstrarkostnað.

Vaxandi rekstur kallaði á nýjar lausnir

Á Lýsuhóli reka Jóhanna Ásgeirsdóttir og Agnar Gestsson fjölskyldufyrirtæki sem hefur vaxið mikið á undanförnum árum. Þar hafa verið byggð reiðhöll og hótel auk þess sem sumarbústöðum hefur verið fjölgað. Í dag eru um 130 hross á staðnum og þar er rekin fjölbreytt ferðaþjónusta samhliða búskapnum.

Með auknum umsvifum hefur raforkunotkunin einnig aukist. Lýsuhóll er á köldu svæði þar sem ekki er aðgangur að hitaveitu og raforka er því meðal annars notuð til húshitunar.

„Með auknum umsvifum jókst rafmagnsnotkunin og rafmagnsreikningurinn varð mjög hár. Við fórum því að skoða hvernig við gætum framleitt meiri orku sjálf og gert reksturinn umhverfisvænni og sjálfbærari,“ segja Jóhanna og Agnar.

Þau skoðuðu möguleika á að nýta vindorku og vatnsorku sem gætu komið til greina síðar, en ákváðu að byrja á því að nýta stóran þakflöt reiðhallarinnar.

Jóhann, tilvonandi tengdasonur þeirra frá Þýskalandi er menntaður orkuverkfræðingur og nýttist þekking hans vel við undirbúning verkefnisins.

Raforkan nýtist allri starfseminni

Þótt birtusellurnar séu á þaki reiðhallarinnar er kerfið ekki eingöngu ætlað henni. Markmiðið er að framleidd raforka nýtist starfseminni á Lýsuhóli sem best og dragi úr þörfinni fyrir að kaupa raforku af dreifikerfinu.

Ljósorka sá um heildarhönnun kerfisins, val og útvegun búnaðar og undirbúning framkvæmdarinnar. Fyrirtækið Rafbox annaðist uppsetningu og tengingar á snjallorkukerfi frá Sigenergy sem stýrir raforkuframleiðslu, orkugeymslu og nýtingu raforkunnar.

„Snjallorkustýringin frá Sigenergy samhæfir sjálfvirkt raforkuframleiðslu, orkugeymslu og notkun þannig að hægt sé að nýta sem mest af framleiddu rafmagni á staðnum,“ útskýrir Geir.

Geir segir áætlaða ársframleiðslu vera 115–120 þúsund kWh. Heildarraforkunotkun Lýsuhóls undanfarin ár hafi verið ríflega tvöföld sú raforka sem kerfið er áætlað að framleiði.

Þótt kerfið hafi ekki verið komið í fulla virkni fyrr en um miðjan september framleiddi það tæplega 5.000 kWh þann mánuð. Yfir 95% framleiðslunnar nýttust á staðnum.

„Það sem skiptir þó jafnvel meira máli en heildarframleiðslan er hversu mikið af rafmagninu tekst að nýta beint á staðnum. Þar kemur orkugeymslan mjög sterkt inn. Í stað þess að senda umframorku út á dreifikerfið þegar framleiðslan er mest er hægt að geyma hana og nota síðar sama dag eða um kvöldið,“ segir Geir.

Hvernig nýtist kerfið yfir veturinn?

Ein helsta spurningin varðandi birtuorku á Íslandi er hvernig kerfin nýtast yfir dimmustu mánuði ársins þegar raforkunotkun getur verið mikil en dagsbirtan takmörkuð.

Geir segir mikilvægt að gera sér grein fyrir því að raforkuframleiðslan sé lítil yfir háveturinn.

„Birtuorka á Íslandi er ekki lausn þar sem við framleiðum í júlí og geymum rafmagnið í rafhlöðu fram í desember. Rafhlöðurnar eru fyrst og fremst til þess að færa orku milli klukkustunda og daga, ekki árstíða.“

Hann bendir þó á að birtusellur nýti bæði beina sólargeislun og dreifða dagsbirtu og geti því framleitt raforku þótt skýjað sé. Framleiðslan sé minni við slíkar aðstæður en langir dagar yfir vor og sumar skapi góð tækifæri til raforkuframleiðslu. Köld hitastig séu jafnframt hagstæð fyrir nýtni sellanna.

Geir kýs að nota orðið birtusellur fremur en sólarsellur þar sem það lýsi betur hvernig tæknin virkar við íslenskar aðstæður.

Jóhanna og Agnar segja kerfið hafa reynst vel fyrstu vikurnar og allt gengið samkvæmt áætlun. Enn eigi þó eftir að koma í ljós hvernig það skilar sér yfir heilt ár.

Reiðhöllin á Lýsuhóli með birtusellum á þakinu. Mynd: Unnsteinn Fannar Ingólfsson.

Fjárfesting til lengri tíma

Hagkvæmni birtuorkukerfa ræðst meðal annars af raforkunotkun, stærð og staðsetningu kerfisins, stofnkostnaði og því hversu stóran hluta framleiðslunnar eigandinn getur nýtt sjálfur.

Jóhanna og Agnar telja að fjárfestingin á Lýsuhóli geti borgað sig upp á um sjö árum miðað við þær forsendur sem þau hafa lagt til grundvallar.

Geir segir að hagkvæmniútreikningar Ljósorku fyrir verkefnið hafi sýnt áætlaðan uppgreiðslutíma á bilinu sjö til átta ár, eftir því hvaða forsendur séu notaðar.

Hann leggur áherslu á að horfa þurfi til lengri tíma.

„Birtusellurnar eru hannaðar fyrir 25–30 ára rekstur og jafnvel lengur, og þær LONGi sellur sem við notum eru með 30 ára framleiðsluábyrgð.“

Geir segir eigin nýtingu raforkunnar sérstaklega mikilvæga fyrir hagkvæmnina. Raforka sem framleidd er og notuð á staðnum komi í stað raforku sem annars þyrfti að kaupa, ásamt tilheyrandi dreifingar- og öðrum gjöldum.

Endanlegur sparnaður á Lýsuhóli liggur þó ekki fyrir þar sem kerfið hefur aðeins verið í notkun í stuttan tíma.

Rafhlöður ekki alltaf nauðsynlegar

Að sögn Geirs er alls ekki nauðsynlegt að rafhlöðugeymsla fylgi öllum birtuorkukerfum.

„Ef rekstur notar mikið rafmagn á sama tíma og sellurnar eru að framleiða getur einfalt kerfi án rafhlöðu verið mjög hagkvæmt.“

Rafhlöður geti hins vegar aukið eigin nýtingu raforkunnar, geymt umframframleiðslu fram á kvöld og hjálpað til við að draga úr kostnaðarsömum afltoppum.

Með réttum búnaði og uppsetningu geti kerfin einnig nýst sem varaafl við rafmagnsleysi svo lengi sem næg orka sé í rafhlöðunum eða berist frá birtusellunum. Það geti skipt verulegu máli í umfangsmiklum rekstri þar sem rafmagnsleysi veldur truflunum eða jafnvel tjóni.

Gæti þetta hentað stærri hesthúsum?

Geir telur að birtuorka geti verið áhugaverður kostur fyrir stærri hesthús og tamningastöðvar en segir mikilvægt að byrja á að skoða raforkunotkunina fremur en stærð þaksins.

Á 800–1.000 fermetra þaki gæti tæknilega verið pláss fyrir kerfi með vel yfir 100 kW uppsettu hámarksafli en það þýði ekki að svo stórt kerfi sé hagkvæmast.

„Ef ársnotkun hússins réttlætir aðeins 40 eða 60 kWp kerfi væri lítil skynsemi í að setja upp 150 kWp eingöngu vegna þess að plássið væri til staðar.“

Við hönnun þurfi meðal annars að skoða halla og stefnu þaks, burðarþol, skuggamyndun, vind- og snjóálag og hvernig raforkunotkun dreifist yfir sólarhringinn og árið.

„Við hjá Ljósorku getum metið mögulega ársframleiðslu út frá staðsetningu og aðstæðum á hverjum stað, reiknað út stofnkostnað og áætlaðan sparnað og þannig hjálpað fólki að sjá hvort fjárfestingin sé hagkvæm,“ segir Geir.

Á Lýsuhóli eru til að mynda báðar hliðar reiðhallarþaksins nýttar þótt þær snúi í suðaustur og norðvestur. Það geti stuðlað að jafnari raforkuframleiðslu yfir daginn.

Geir segir Lýsuhól fyrsta verkefni Ljósorku af þessari stærðargráðu sem tengist sérstaklega hestamennsku en fyrirtækið hafi komið að öðrum birtuorkuverkefnum og fleiri séu í undirbúningi.

Birtusellurnar séðar eftir endilöngu reiðhallarþakinu. Mynd: Unnsteinn Fannar Ingólfsson

Stór þök geta orðið lítil orkuver

Jóhanna og Agnar telja að sambærileg lausn geti hentað öðrum reiðhöllum, tamningastöðvum og stærri hesthúsum, sérstaklega þar sem raforkunotkun er mikil. Þau leggja þó áherslu á að meta þurfi aðstæður á hverjum stað.

Geir tekur í sama streng og telur að áhugi á birtuorku muni aukast á næstu árum, meðal annars vegna tækniframfara og aukinna möguleika á orkugeymslu.

„Á sama tíma eru víða í íslenskum landbúnaði gríðarlega stór þök sem í dag standa ónýtt. Fyrir mér er mjög rökrétt að byrja að líta á þessi þök sem möguleg lítil orkuver.“

Ráð hans til þeirra sem vilja kanna möguleikana eru einföld:

„Byrjið ekki á spurningunni ‚hversu margar sellur komast á þakið?‘ Byrjið á ‚hversu mikla orku nota ég og hvenær nota ég hana?‘“

Á Lýsuhóli verður næsta skref að fylgjast með raforkuframleiðslu kerfisins í gegnum allar árstíðir. Fyrst að loknu heilu rekstrarári verður hægt að meta með meiri vissu hversu stórum hluta raforkuþarfar það annar og hvaða sparnaði fjárfestingin skilar í reynd. Fyrstu niðurstöður lofa þó góðu.