E rapport Zonne-energie voor zwembad Die Heygrave

W/E rapport Zonne-energie voor zwembad Die Heygrave Advies installatiekeuze en kosten

W/E 8988 Utrecht/Eindhoven, 9 november 2015

Zonne-energie voor zwembad Die Heygrave Advies installatiekeuze en kosten

Opdrachtgever Gemeente Heusden Postbus 41 5250 AA Vlijmen Bezoekadres: Julianastraat 34 te Vlijmen Contactpersoon: Pieter Bosch T 073 - 5131789| E [email protected] Opdrachtnemer W/E adviseurs Eindhoven - Utrecht Contactpersonen: Jappe Goud Helmer den Dekker

| M 06 5386 8083 | M 06 – 2269 7089

| E [email protected] | E [email protected]

Projectnummer W/E 8988

W/E adviseurs - WE8988 Rapport Zonne-energie Zwembad Heygrave

1

Inhoudsopgave

1.1 1.2 1.3 1.4

Aanleiding Doelstelling Leeswijzer Begrippen

5 5 5 5

2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5

SDE+ subsidie Uitgangspunten voor de berekeningen Energieprijzen Afname in opwekking zonne-energie Vervangingen en onderhoud Financieel Simulatie

6 6 6 6 6 7 7

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

PVT: Techniek en varianten PVT: Markt Zonnecollectoren: technieken en varianten Zonnecollectoren: markt Overzicht

8 8 8 8 8

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Beschrijving Energiebehoefte Bestaande installaties Dakoppervlak Huisinstallateurs Globaal ontwerp zonne-energie-installatie Die Heygrave Energiebesparing en CO2 Raming kosten en baten Conclusies vergelijk

10 10 11 12 12 12 13 14 14

6.1 6.2

Conclusies Aanbevelingen

17 18


2

Samenvatting 1.

2.

3.

4.

De Gemeente Heusden onderzoekt de mogelijkheid om op zwembad Die Heygrave zonnewarmte en zonnestroom op te wekken met een PVT-systeem (PVT: fotovoltaïsch (PV) en thermisch (T) in één). Er is SDE+ subsidie aangevraagd en toegekend gekregen voor zonnewarmte. Vanuit de subsidiebeschikking mag er zowel gekozen worden voor de combi van PVT als voor standaard zonnecollectoren. Op het dak boven het wedstrijdbad is ruimte voor de 125 m² zonnecollectoren, zoals ook in de subsidieaanvraag genoemd is. Een constructieberekening toont aan dat dit dak het gewicht van de zonnecollectoren kan dragen. De zonnewarmte van een dergelijke installatie kan in het zwembad optimaal benut worden en is goed in te passen in de aanwezige installatie. De typische levensduur van zo’n installatie is 25 jaar of meer. Op de markt is een klein aantal PVT-collectoren verkrijgbaar die voldoen aan de voorwaarden voor de SDE+. Commercieel verkrijgbare PVT-collectoren zijn een relatief nieuw product, waarvan wereldwijd nog niet veel gebruik gemaakt wordt. Er zijn vele geschikte ‘standaard’ zonnecollectoren verkrijgbaar die voldoen aan de voorwaarden voor de SDE+. Standaard afgedekte collectoren (voorwaarde SDE+) liggen voor de hand vanwege verkrijgbaarheid en kosten/baten verhouding voor toepassing in het zwembad. Twee opties voor een zonne-energiesysteem binnen de SDE+ subsidievoorwaarden de en van Die Heygrave zijn vergeleken: 1: PVT en 2: standaard zonnecollectoren. Beide leveren warmte; de PVT-optie levert bovendien elektriciteit. Het resultaat van de vergelijking is samengevat in onderstaande tabel (alle bedragen exclusief btw): Financiële raming

PVT

Investering

€

102.000

€

88.000

SDE Baten totaal jaar 1

€ €

4.400 7.900

€ €

5.600 9.700

Kosten jaar 1

€

2.200

€

2.000

Resultaat jaar 1

€

5.700

€

7.700

BAR

5,6%

8,8%

TVT

>25 jaar

11 jaar

CO2-emissieverlaging [kg/jaar] CO2-emissieverlaging [% van zwembad]

5. 6.

7.

8. 9.

zonnecollectoren

16.000 2,9%

14.000 2,6%

De SDE+ subsidie levert de grootste bijdrage aan de baten, en is daarmee bepalend voor de financiële haalbaarheid van beide systemen. Financieel presteert de PVT-optie minder dan de standaard zonnecollectoren. De warmteproductie en daarmee de besparing op gas en subsidie inkomsten zijn lager dan van zonnecollectoren. De meerprijs voor zonnestroom wordt niet terugverdiend vanwege het lage elektriciteitstarief. Op de geleverde elektriciteit wordt geen SDE-subsidie gegeven, maar alleen op de geleverde warmte. Ons advies is te kiezen voor standaard afgedekte zonnecollectoren. Vanwege het hogere te verwachten financieel rendement en aanvullende risico’s die kleven aan een minder uitontwikkeld product als PVT. De minimale jaarlijkse opbrengst (GJ) daarvan kan vastgelegd (gegarandeerd) worden in een prestatiecontract tussen de leverancier/installateur en gemeente. Uit een risico-analyse blijkt dat de betrokkenheid van meerdere partijen bij bouw en beheer van de zonnecollector-installatie een bedreiging kan zijn voor de prestatiegarantie en het


3

functioneren van het systeem. In lijn hiermee en vanuit de subsidievoorwaarden dient de installatie actief of automatisch gecontroleerd te worden. Hierop dient in een gunningstraject geanticipeerd te worden. 10. De te behalen CO2-emissiereductie van een installatie met PVT is hoger dan met zonnecollectoren. Per geïnvesteerde euro is de behaalde CO2-emissie voor beide opties gelijk. Onderzoek het potentieel voor opwekking van zonne-energie van het overige dakoppervlak van het zwembad en de aangrenzende sporthal. Zodra er nieuwe kansen zijn voor financiering en/of subsidie van zonne-energie kan daar snel op in gespeeld worden. Het energiegebruik van het zwembad is voldoende hoog om meer duurzame energie op een efficiënte manier ‘kwijt te kunnen’.


4

1

Inleiding

1.1

Aanleiding De gemeente Heusden werkt aan de verduurzaming van het gemeentelijk vastgoed. Onderdeel daarvan is het terugdringen van het energiegebruik van zwembad Die Heygrave in Vlijmen. Eerder zijn in dat kader al diverse ingrepen uitgevoerd waaronder het vervangen van de verlichting door energiezuinige LED-verlichting en frequentieregelaars voor diverse circulatiepompen. Om de met fossiele brandstoffen opgewekte energie van Die Heygrave verder terug te dingen wil de gemeente gebruik maken van zonne-energie voor duurzame warmte en elektriciteit. Er is subsidie (SDE+) aangevraagd en toegekend gekregen voor zonnewarmte. In dit rapport worden de verschillende opties voor zonne-energie beschreven die er zijn binnen de randvoorwaarden van de SDE+ en de bestaande installatie en het zwembad.

1.2

Doelstelling Doel van dit rapport is om de mogelijkheden voor het gebruik van zonne-energie voor zwembad Die Heygrave in kaart te brengen als basis voor een beslissing om een aanbesteding voor een zonneenergieinstallatie te starten.

1.3

Leeswijzer In hoofdstuk 2 worden de uitgangspunten voor de installatie beschreven: De voorwaarden vanuit de SDE+-subsidie en prijzen en financiële gegevens. Hoofdstuk 3 beschrijft het marktaanbod van PVT collectoren en zonnecollectoren die vallen binnen de voorwaarden van de subsidie. Een analyse van het energiegebruik, de beschikbare ruimte en de bestaande installaties van het zwembad volgt in hoofdstuk 4, met daarbij twee opties voor installaties. In hoofdstuk 5 gaan we in op de risico’s van de installatie. Hoofdstuk 6 bevat de conclusies en aanbevelingen.

1.4

Begrippen In het rapport wordt gesproken over 3 typen panelen of collectoren voor het opwekken van zonneenergie: -

-

PVT-collector: Een apparaat dat zonnestraling omzet in warmte èn elektriciteit. De warmte wordt gebruik om water of lucht op te warmen. Opgebouwd uit zowel een PV-paneel als delen van een zonnecollector. (standaard) zonnecollector: Een apparaat dat zonnestraling omzet in warmte. De warmte wordt gebruik om water of lucht op te warmen. PV-paneel of zonnepaneel: Een apparaat dat zonnestraling omzet in elektriciteit.


5

2

Uitgangspunten

2.1

SDE+ subsidie Gemeente Heusden heeft SDE+-subsidie aangevraagd voor warmte opgewekt met afgedekte zonnecollectoren. De subsidie is toegekend door RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) Voorwaarden vanuit de subsidieverlening: -

-

Er is een aanvraag ingediend voor zonnecollectoren met een oppervlak van 125 m². Voorwaarde is tenminste 100 m². De SDE+ geeft gedurende 15 jaar recht op een subsidie per geproduceerd hoeveelheid warmte, tot een maximale jaarproductie van 61,25 MWh (220,5 GJ). Het subsidiebedrag wordt jaarlijks vastgesteld en is afhankelijk van de energieprijs. Het voorlopige subsidiebedrag o.b.v. de energieprijs van 2015 is €90,72 per MWh of totaal €5.556,60 per jaar. De installatie moet binnen een jaar na de beschikking aangekocht worden: 17 maart 2016. De werkelijke energieproductie moet gemeten worden door een gecertificeerd meetbedrijf en aan CertiQ geleverd worden. CertiQ overlegt die gegevens aan RVO ter bepaling van het subsidiebedrag.

2.2

Uitgangspunten voor de berekeningen

2.2.1

Energieprijzen De gemeente Heusden heeft voor de periode tot 2018 contracten met Delta en Eon. In onderstaande tabel de gemiddelde tarieven, energiebelasting en resulterende kostprijs voor gas en elektriciteit.

Tabel 1 De gemiddelde tarieven, energiebelasting en resulterende kostprijs voor gas en elektriciteit Tarief inkoop Elektriciteitnormaal Elektriciteit-laag Aardgas

Energiebelasting 1 elektriciteit

Energiebelasting aardgas ²

Totaal excl. Btw ³

€ 0,0465 € 0,0125 € 0,0297 € 0,2728

€ 0,0534 € 0,1911

€ 0,464

1. De energiebelasting is gestaffeld: het genoemde tarief geldt over het deel van het elektriciteitsgebruik tussen 50.001 en 10 miljoen kWh per jaar. Over het deel van 0-10.000 kWh resp. 10.001-50.000 gelden hogere belastingtarieven. 2. Idem, over het deel van het verbruik tussen 0 en 5.000 m³ geldt een hoger belastingtarief. 3. Voor elektriciteit gaan we uit van 2/3 van het gebruik met normaal tarief en 1/3 tegen laag tarief.

2.2.2

Afname in opwekking zonne-energie Voor de opwekking van elektriciteit met zonne-energie (PV) is in de berekeningen het conservatieve, veilige uitgangspunt een afname van 10% over de eerste 10 jaar en een verdere afname van in 10% in de daaropvolgende 15 jaar. Ook voor de opwekking van warmte gaan we uit van een afname van 1% per jaar.

2.2.3

Vervangingen en onderhoud Zowel een PVT-systeem als een systeem met zonnecollectoren hebben in principe weinig onderhoud nodig. Er wordt gerekend met een bedrag voor onderhoud gelijk aan 2% van de initiële investering. Alle benodigde vervangingen die nodig zijn gedurende een levensduur van 25 jaar zijn daarin meegenomen.


6

2.2.4

Financieel Voor de berekening van de terugverdientijd zijn tevens de volgende uitgangspunten gehanteerd: -

2.2.5

Prijsontwikkeling en opbrengsten worden gerelateerd aan de inflatie. M.a.w. er wordt gerekend met een inflatie van 0%. Matige prijsstijging van energie, maximaal 1% boven de inflatie. SDE-subsidie met 15 jarige looptijd.

Simulatie De berekeningen voor de warmteproductie van de zonne-energie installaties is gebruik gemaakt van de software van RETscreen en lokale klimaatgegevens. De elektriciteitsproductie is gebaseerd op meetgegevens van de Stichting Zonnestroom voor representatieve installaties.


7

3

Marktoverzicht

3.1

PVT: Techniek en varianten Binnen de definitie van de SDE+ - subsidie zijn er met betrekking tot de opwekking van warmte met zonne-energie voor dit project twee mogelijke technieken: PVT-collectoren en zonnecollectoren. Voorwaarde voor beide technieken is dat ze afgedekt zijn, dat betekent dat er boven de collector voor warmte een glasplaat zit waarmee het warmteverlies naar de omgeving beperkt wordt. Een PVT-collector kan zowel warmte als elektriciteit opwekken met de zon. Een voordeel van deze techniek is dat de opbrengst van het PV-deel (elektriciteit) toeneemt omdat dat dat gekoeld wordt door de circulatie van water door de collector. De warmteopbrengst van een PVT-collector is lager dan van een standaard zonnecollector en is typisch 70% tot 85% van een zonnecollector [Handboek Zonne-energie ISSO, 2012]. Afgedekte PVT-collectoren bestaan in twee varianten: met vlakke plaat en met concentrator. Een voordeel van PVT is dat er op een gelijk dakoppervlak meer energie opgewekt kan worden dan op hetzelfde dakoppervlak met zonnecollectoren en PV-panelen.

3.2

PVT: Markt Op de PVT-markt zijn meerdere leveranciers actief, niet allen zijn op de Nederlandse markt vertegenwoordigd. Binnen Europa hoeft doorlevering geen probleem te zijn. PVT is een techniek die al langere tijd bestaat, maar nog niet in de hoeveelheden toegepast wordt als zonnecollectoren voor warmte of zonnepanelen (PV) voor elektriciteit. In de afgelopen jaren zijn meerdere PVTproducenten failliet gegaan. In de bijlage en opsomming van de ons bekende PVT-producenten en hun producten.

3.3

Zonnecollectoren: technieken en varianten Zonnecollectoren die voldoen aan de voorwaarden van de SDE+ zijn er in verschillende varianten: Met of zonder spectraal selectieve absorber en de zogenaamde vacuümbuiscollectoren. Een spectraal selectieve absorber absorbeert een groter deel van het zonnespectrum dan een andere absorber. Dit is de gangbare techniek. Vacuümbuiscollectoren hebben meerdere absorbers in vacuümgetrokken buizen. Deze zijn vooral geschikt voor toepassingen waar hogere temperaturen gewenst zijn. Vanuit het oogpunt van kosten en baten richten we ons hier alleen op de standaard afgedekte vlakke plaat collectoren met spectraal selectieve absorberlaag.

3.4

Zonnecollectoren: markt Zonnecollectoren zijn een goed uitontwikkelde product, met vele producenten in binnen- en buitenland.

3.5

Overzicht In tabel 2 zijn de belangrijkste kenmerken en typen van PVT-collectoren en standaard zonnecollectoren samengevat.


8

Tabel 2. Overzicht PVT-collectoren en zonnecollectoren. Techniek

Rendement Elektriciteit 14%

Verkrijgbaarheid

Volwassenheid

PVT (vlakke plaat)

Rendement Warmte 65%

Meerdere fabrikanten

Groeifase

PVT-concentrator

60%

10%

Twee fabrikanten

Start-up

Standaard zonnecollectoren

75%

geen

Zeer goed

Bewezen technologie

In de tabel zijn alleen de oplossingen opgenomen die voldoen aan de SDE-subsidie met hun belangrijkste kenmerken. In de bijlage staat een toelichting bij de PVT-technologie en een overzicht van de leveranciers. De kleur rood betekent een grote blootstelling aan risico, door een beperkte verkrijgbaarheid (dus weinig keuze voor de inschrijvers bij een aanbesteding) en in de kolom “volwassenheid” een product dat nog niet geheel uitontwikkeld is. De kleur oranje betekent een beperkt risico. Bij de kleur groen is de verkrijgbaarheid goed, of het betreft een uitontwikkeld, volwassen product. In de collectoren (zowel PVT als gewone zonnecollectoren) wordt gebruik gemaakt van koperen leidingen. O.a. koper en aluminium zijn niet geschikt om zwembadwater te transporteren. Daarom moet er gebruik gemaakt worden van een gescheiden collector circuit dat via een warmtewisselaar warmte afgeeft aan het zwembadwater.


9

4

Zwembad Die Heygrave

4.1

Beschrijving Zwembad die Heygrave in Vlijmen is een binnenzwembad met 3 baden: wedstrijdbad (15x25m), instructiebad en doelgroepenbad. De laatste jaren is door de gemeente geïnvesteerd in energiebesparing, o.a. door het toepassen van LED-verlichting en frequentieregelaars voor de circulatiepompen van de zwembaden. Op dit moment wordt bovendien de mogelijkheid van energiebesparing in de technische ruimte onderzocht.

Figuur 1. Zwembad die Heygrave. Bron foto rechts [www.hbtheusden.nl]

4.2

Energiebehoefte Energiegebruik Het aardgasgebruik van het zwembad over de afgelopen 3 jaren (2012-2014) was gemiddeld 121.700 m³. Het aardgas wordt gebruikt voor verwarming van de zwembaden, het gebouw van het zwembad en warm tapwater voor de douches.

Figuur 2. Aardgasgebruik Die Heygrave per maand van 2012 t/m juli 2015. In de figuur is te zien dat het gasgebruik en daarmee de warmtevraag het hoogst is in de wintermaanden. In de zomer is het zwembad tot nu toe 4 weken lang gesloten geweest, met een laag gasgebruik tot gevolg.


10

-

Het elektriciteitsgebruik van het zwembad over de afgelopen 3 jaren (2012-2014) was gemiddeld 588.000 kWh. In de zomer is het elektriciteitsgebruik ca. 500-1000 kWh per dag.

Warmtevraag In het zwembad zijn meerdere warmtevragers, die vanwege de benodigde hoeveelheid warmte, continuïteit en temperatuurniveau meer of minder geschikt zijn om gebruik te maken van zonneenergie. Een hoge, continue warmtevraag en een lage temperatuur zijn gunstig voor de warmteopbrengst van PVT of zonnecollectoren. Per warmtevrager: -

-

-

Warm water: Bij een jaarlijks bezoekersaantal van ca. 130.000 per jaar is de warm watervraag ca. 650 m³ per jaar [Handboek Zonne-energie, ISSO, 2012]. De bijbehorende energievraag is dan ca. 135 GJ per jaar. Vergeleken met de het zwembadwater is de benodigde temperatuur (boven 60°C wegens legionellabeheersing) relatief hoog. Suppletiewater (toevoer van vers water aan het zwembad), gemiddeld 3.500 m³ per jaar. De bijbehorende warmtevraag is ca. 220 GJ per jaar. De toevoer van vers water is niet constant gedurende de dag. Bassinverwarming: De drie baden worden constant op de gewenste temperatuur gehouden (zie tabel), een temperatuurniveau dat zeer geschikt is voor zonnewarmte. Ook in de zomer is hiervoor een warmtevraag. Een globale berekening laat zien dat de warmtevraag voor bassinverwarming van het wedstrijdbad ten minste 250.000 kWh of 900 GJ is. Vanwege de hogere temperatuur en daarmee samenhangende extra warmteverliezen zijn de andere baden interessant.

Tabel 3. Watertemperatuur per bad. Watertemperatuur [°C]

Wedstrijdbad 27°C

Instructiebad 30°C

Doelgroepenbad 32°C

-

Ruimteverwarming is niet interessant voor zonnewarmte vanwege het hoge temperatuurniveau (80°C) waarmee verwarmd wordt. In de zomer is het zwembad tot nu toe gedurende 4 weken gesloten. Het wedstrijdbad en doelgroepenbad worden in die tijd op temperatuur gehouden. In de nabije toekomst wordt de zomersluiting naar verwachting verkort of afgeschaft.

4.3

Bestaande installaties Aan de hand van tekeningen en i.o.m. beheerder dhr. Gerard Verhoeven is een overzicht verkregen van de aanwezige installaties en een inschatting gemaakt van of en hoe (de warmtewisselaar van) de zonnecollectoren aangesloten kunnen worden op de bestaande installaties. -

In de technische ruimte bevinden zich de CV-ketel die warmte levert aan de zwembaden, de boiler voor warm water en de luchtbehandelingskasten voor ruimteverwarming. Het water van de zwembaden circuleert constant door de filters. Ieder bad heeft zijn eigen watercircuit en filterinstallatie. Het zwembadwater wordt per bad met een eigen TSA (warmtewisselaar) verwarmd vanuit de CV-ketel. Het suppletiewater wordt per bad apart gemeten. Er wordt niet constant bijgevuld.


11

Figuur 3. Impressie van de technische ruimte.

4.4

Dakoppervlak De PVT-collectoren of zonnecollectoren zijn gepland op het platte dak boven het wedstrijdbad. In een eerder stadium is door de gemeente de keuze gemaakt voor dit deel van het dak. De reden daarvoor is dat dit dak het grootste aaneengesloten platte dak is op het zwembad met minimale schaduw vanuit de omgeving. Op andere delen van het dak van het zwembad is ruimte voor meer collectoren. Ontwerp en aanbesteding van een installatie voor zonne-energie op het overige dakoppervlak valt buiten de scope van dit rapport. De afmeting van het dak boven het wedstrijdbad is ca. 20 x 23,6 m. Rekening houdend met een loopruimte langs de randen van 1 m breed is er ca. 390 m² dakoppervlak beschikbaar voor opstelling van PVT-panelen. In 2014 is een constructieberekening uitgevoerd voor het dak waaruit blijkt dat een extra dakbelasting van 0,5 kN/m² en de windbelasting horend bij een opstelling van (PVT-) zonnecollectoren mogelijk zijn met de draagkracht van het dak. [Rapport Zonnepanelen zwembaddak Heygrave Vlijmen, MiddenNederland bouwingenieurs, 16-09-2014].

4.5

Huisinstallateurs -

4.6

Van Delft installatie BV beheert de klimaat- en verwarmingsinstallaties van Die Heygrave. Hellebrekers Technieken beheert de installaties die te maken hebben met de waterkwaliteit.

Globaal ontwerp zonne-energie-installatie Die Heygrave Ontwerpuitgangspunten Met de hiervoor beschreven randvoorwaarden en kenmerken van het zwembad is een globaal ontwerp gemaakt van een zonne-energie-installatie voor Die Heygrave met de volgende kenmerken: -

-

-

Het totale collectoroppervlak is 125 m². Uitgaande van opstelling van de zonnepanelen in rijen, onder een hoek en gericht op het zuiden zodanig dat de rijen onderling zo min mogelijk schaduw veroorzaken, is dit de hoeveelheid die geplaatst kan worden op het geselecteerde dak. Voor deze hoeveelheid zonnecollectoren is ook de SDE+ subsidie aangevraagd. De verwarming van het bassinwater van het wedstrijdbad en de opgewekte zonnewarmte wordt via een warmtewisselaar direct afgegeven aan de circulatie voor filtratie van het zwembadwater. Omdat het water van het zwembad voor filtratie constant circuleert, kan de warmte van de zonnecollectoren direct afgegeven worden aan het zwembadwater, een buffer is daarom niet nodig. Daarmee worden kosten en ruimte in de installatieruimte bespaard. Er moet een warmtewisselaar gebruikt worden omdat PVT-collectoren of zonnecollectoren niet geschikt zijn voor zwembadwater. De warmteopbrengst van PVT-collectoren is typisch 70% tot 80% van een standaard zonnecollector.


12

-

Het elektriciteitsgebruik van het zwembad is met tenminste 500 kWh per dag in de zomer voldoende hoog dat alle door een PVT-installatie opgewekte elektriciteit direct in het zwembad gebruikt kan worden. Dat is gunstiger dan elektriciteit terugleveren.

Varianten Vanuit de SDE+ en de andere randvoorwaarden is geen harde eis om of PVT-collectoren of zonnecollectoren te gebruiken. Beide opties zijn mogelijk. Daarom gaan we twee varianten vergelijken op energieproductie, CO2-emissiereductie en kosten en baten. Variant 1: PVT De thermische en elektrische energieproductie van de op de markt verkrijgbare PVT-collectoren variëren. We gaan uit van 125 m² PVT collectoren met een gemiddelde warmte- en elektriciteitsproductie. De geproduceerde elektriciteit wordt geleverd aan de elektrische installatie van het zwembad. De warmte wordt afgegeven aan het zwembadwater. Schema zie Figuur 4. Variant 2: Zonnecollectoren In deze variant worden er in plaats van 125 m² PVT-collectoren, 125 m² zonnecollectoren gebruikt. Er wordt dus geen elektriciteit geproduceerd. Ook in deze variant wordt de warmte afgegeven aan het zwembadwater. Schema zie Figuur 4.

Figuur 4. Schema installaties Variant 1 PVT (links) en Variant 2 zonnecollectoren (rechts).

4.7

Energiebesparing en CO2 Voor beide varianten zijn de energieproductie en CO2-emissieverlaging bepaald. Tabel 4 geeft de energiebesparing en de CO2-emissie reductie per variant.


13

Tabel 4. Energiebesparing en CO2-emissieverlaging per variant per jaar. Energiebesparing en CO2

PVT

Zonnecollectoren

Besparing aardgas [m³]

6.200

8.900

Elektriciteitsproductie [kWh]

11.000

0

CO2-emissieverlaging [kg/jaar]

16.000

14.000

2,9%

2,6%

CO2-emissieverlaging [% van zwembad]

4.8

Raming kosten en baten Alle bedragen zijn exclusief 21% btw. De geraamde investering is inclusief installatie, aansluiting op de zwembadinstallatie, meting, (automatische) monitoring en communicatie van de energieproductie. We gaan uit van een levensduur en exploitatieperiode van 25 jaar. Voor de terugverdientijd is gerekend met een stijging van energieprijzen van 1% bovenop de inflatie. Financieel vergelijk

PVT

Zonnecollectoren

Investering

€

102.000

€

besparing elektriciteit

€

602

€

besparing gas [€/jaar]

€

2.878

€

4.112

SDE [€/jaar]

€

4.399

€

5.557

baten jaar 1

€

7.880

€

9.668

€

1.750

€

1.500

€

160

€

160

Meetdienst warmte

€

300

€

300

kosten jaar 1

€

2.210

€

1.960

Netto resultaat

€

5.669

€

7.708

88.000

Baten -

Kosten Onderhoud Pompenergie 1

2

BAR

5,6%

8,8%

Terugverdientijd [jaar]

> 25

11

1.Kosten voor erkend meetbedrijf t.b.v. onderbouwing van subsidie SDE+. a 2.Bruto aanvangsrendement: Rendement op de investering in het eerste jaar.

4.9

Conclusies vergelijk -

-

De SDE vormt meer dan de helft van de opbrengsten. De PVT-optie presteert financieel gezien minder goed dan alleen zonnecollectoren. De reden daarvan is de lage elektriciteitsprijs die de gemeente Heusden betaalt, enerzijds door gunstige inkoop, anderzijds door de lage energiebelasting voor grootverbruikers. Met name in de terugverdientijd is een groot verschil te zien. Dat komt omdat de installatie met standaard zonnecollectoren terugverdient wordt voordat de looptijd van de SDE+-subsidie

a

http://www.tennet.eu/nl/nl/klanten/diensten/systeemdiensten/meetverantwoordelijkheid/mv-register-electriciteit.html, http://www.rvo.nl/subsidies-regelingen/sde/faq/zon, http://www.certiq.nl/pages/zakelijk/duurzame-warmte


14

-

voorbij is (15 jaar). De PVT-installatie is op dat moment nog niet terugverdiend. Na de looptijd van de SDE+ zijn de opbrengsten van de installatie aanzienlijk lager. De CO2-emissiereductie van de PVT-variant is hoger dan die van de variant met zonnecollectoren. De relatieve CO2-emissiereductie uitgedrukt in geïnvesteerde € per kg CO2 is voor beide varianten vrijwel gelijk: €6,4/kg CO2 voor PVT en €6,3/kg CO2 voor zonnecollectoren.


15

5

Risico’s Risico’s en aanpak voor beheersing. 1.

2.

3.

4.

5.

Hogere investering: De kans dat de investering hoger uitvalt is te beperken door bij het opstellen van een Programma van Eisen en bestek voor de aanbesteding van de installatie te zoeken naar een efficiënte uitwerking van het ontwerp. Een optie is om bij de aanbesteding te vragen om een maximaal totaalbedrag of een maximaal bedrag per te leveren hoeveelheid warmte. Het risico daarvan is mogelijk dat er minder inschrijvingen op de aanbesteding komen. Voor standaard zonnecollectoren is dit niet van toepassing. De gemeente heeft aangegeven een prestatiegerichte aanbesteding te willen, waarbij er een minimale hoeveelheid warmte geleverd moet worden. Tevens is het de bedoeling dat de huisinstallateur van de gemeente het onderhoud van de installatie zal gaan uitvoeren. Een leverancier van de installatie die een bepaalde prestatie moet leveren zal echter zelf de installatie zelf willen kunnen monitoren en onderhouden om te zorgen dat de installatie aan de gevraagde prestatie voldoet. Dat kan er toe leiden dat leveranciers/aanbieders de prestatie van de PVT-installatie niet willen garanderen. Betrokkenheid verschillende installateurs: De warmte van de zonnecollectoren moet geleverd worden aan de installatie van het zwembad. De leverancier van de PVT-installatie is mogelijk niet dezelfde partij als degene die de bestaande installaties beheert. Van beide partijen is actie vereist om een optimale werking te garanderen. Als de onderlinge afstemming niet goed is, kan dat leiden tot misverstanden, waardoor het rendement van de PVT-installatie achterblijft en er conflicten kunnen ontstaan over verantwoordelijkheid. Dat leidt tot vertraging bij het vinden van een oplossing. Daarom moeten duidelijke afspraken gemaakt worden over welke partij welk installatiedeel levert, wat de gewenste temperatuurniveau’s, drukken, flows zijn etc. Bij het opstellen van PvE en bestek kiezen voor de een logische afbakening en vastleggen dat gezamenlijk gedragen en overeengekomen afspraken gemaakt moeten worden voordat de bouw begint. Tot nu toe zijn veel partijen die PVT-collectoren maken na een aantal jaren failliet gegaan of overgenomen door een andere partij. Een faillissement kan ertoe leiden dat een productgarantie niet meer gestand gedaan kan worden. Bij contractvorming afspraken maken met de leverancier of en hoe een garantieprobleem in de toekomst opgelost kan worden. Als de installatie niet (goed) functioneert is dat niet direct merkbaar in het zwembad. De bestaande installatie is goed in staat om zonder zonne-energie het zwembad te verwarmen. Voor een gezonde financiële exploitatie is het essentieel dat de installatie zoveel mogelijk uren draait. Daarom is (dagelijkse) controle van het functioneren belangrijk. De installaties van het zwembad worden ook zeer regelmatig gecontroleerd, de controle van de zonneenergieinstallatie is in die routine mee te nemen. Ook kan die controle geautomatiseerd worden en/of geïntegreerd worden in het aanwezige beheersysteem.


16

6

Conclusies en aanbevelingen

6.1

Conclusies 1.

2.

3.

4.

De Gemeente Heusden onderzoekt de mogelijkheid om op zwembad Die Heygrave zonnewarmte en zonnestroom op te wekken met een PVT-systeem (PVT: fotovoltaïsch en thermisch). Er is SDE+ subsidie aangevraagd en toegekend gekregen voor zonnewarmte. Vanuit de subsidiebeschikking mag er zowel gekozen worden voor de combi van PVT als voor standaard zonnecollectoren. Op het dak boven het wedstrijdbad is ruimte voor 125 m² zonnecollectoren, zoals ook in de subsidieaanvraag genoemd is. Een constructieberekening toont aan dat dit dak het gewicht van de zonnecollectoren kan dragen. De zonnewarmte van een dergelijke installatie kan in het zwembad optimaal benut worden en is goed in te passen in de aanwezige installatie. De typische levensduur van zo’n installatie is 25 jaar of meer. Op de markt is een klein aantal PVT-collectoren verkrijgbaar die voldoen aan de voorwaarden voor de SDE+. Commercieel verkrijgbare PVT-collectoren zijn een relatief nieuw product, waarvan wereldwijd nog niet veel gebruik gemaakt wordt. Er zijn vele geschikte ‘standaard’ zonnecollectoren verkrijgbaar die voldoen aan de voorwaarden voor de SDE+. Standaard afgedekte collectoren (voorwaarde SDE+) liggen voor de hand vanwege verkrijgbaarheid en kosten/baten verhouding voor toepassing in het zwembad. Twee opties voor een zonne-energiesysteem binnen de SDE+ subsidievoorwaarden en de mogelijkheden van Die Heygrave zijn vergeleken: 1: PVT en 2: standaard zonnecollectoren. Beide leveren warmte; de PVT-optie levert bovendien elektriciteit. Het resultaat van de vergelijking is samengevat in onderstaande tabel (alle bedragen exclusief btw): Financiële raming

PVT

Investering

€

102.000

€

88.000

SDE Baten totaal jaar 1

€ €

4.400 7.900

€ €

5.600 9.700

Kosten jaar 1

€

2.200

€

2.000

Resultaat jaar 1

€

5.700

€

7.700

BAR

5,6%

8,8%

TVT

> 25 jaar

11 jaar

CO2-emissieverlaging [kg/jaar] CO2-emissieverlaging [% van zwembad]

5. 6.

7. 8.

zonnecollectoren

16.000 2,9%

14.000 2,6%

De SDE+ subsidie levert de grootste bijdrage aan de baten, en is daarmee bepalend voor de financiële haalbaarheid van beide systemen. Financieel presteert de PVT-optie minder dan de standaard zonnecollectoren. De warmteproductie en daarmee de besparing op gas en subsidie inkomsten zijn lager dan van zonnecollectoren. De meerprijs voor zonnestroom wordt niet terugverdiend vanwege het lage elektriciteitstarief. Daar tegenover staat dat de te behalen CO2-emissiereductie van een installatie met PVT hoger is. Per geïnvesteerde euro is de behaalde CO2-emissie voor beide opties gelijk. Uit een risico-analyse blijkt dat de betrokkenheid van meerdere partijen bij bouw en beheer van de zonnecollector-installatie een bedreiging kan zijn voor de prestatiegarantie en het functioneren van het systeem.


17

6.2

Aanbevelingen 1.

2. 3. 4.

Ons advies is te kiezen voor standaard afgedekte zonnecollectoren. Vanwege het hogere te verwachten financieel rendement en aanvullende risico’s die kleven aan een minder uitontwikkeld product als PVT. De minimale jaarlijkse opbrengst van de installatie (GJ) daarvan kan vastgelegd (gegarandeerd) worden in een prestatiecontract tussen de leverancier/installateur en gemeente. In lijn hiermee en vanuit de subsidievoorwaarden dient de installatie actief of automatisch gecontroleerd te worden. Hierop dient in een gunningstraject geanticipeerd te worden. Onderzoek het potentieel voor opwekking van zonne-energie van het overige dakoppervlak van het zwembad en de aangrenzende sporthal. Zodra er nieuwe kansen zijn voor financiering en/of subsidie van zonne-energie kan daar snel op in gespeeld worden. Het energiegebruik van het zwembad is voldoende hoog om meer duurzame energie op een efficiënte manier ‘kwijt te kunnen’.


18

Bijlage 1

Marktscan PVT

Een PVT-systeem is een systeem dat zonne-energie zowel omzet in warmte als in elektriciteit, zoals weergegeven in Figuur 5.

Figuur 5. Omzetting van zonne-energie in warmte en elektriciteit door een PVT-paneel De eerste PVT-panelen waren eenvoudige combinaties tussen een PV-paneel, waarachter een warmtewisselaar voor het oogsten van de warmte geplakt zit. Figuur 6 geeft een mooi aanzicht van de laagopbouw van dit paneel. Er zijn meerdere fabrikanten die dit product fabriceren en deze bestaan al enige tijd.

Elektrisch zonnepaneel

Thermisch zonnepaneel

Figuur 6 Opbouw van een PVT paneel De laatste ontwikkeling van de PVT-technologie maakt gebruik van een “concentrator”, een spiegel die het zonlicht geconcentreerd op een PV-cel met waterleidingen richt. Het voordeel is dat je minder materiaal nodig hebt voor de PV-panelen en de warmtewisselaar. Een nadeel is dat deze panelen bij diffuus licht een lagere opbrengst hebben. Deze techniek bevindt zich in de opstart-fase.


19

Figuur 7 De zon wordt door de spiegel op de collector geprojecteerd. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de fabrikanten en de gebruikte technologie. bedrijfsnaam

Solarus

Solimpeks

Sela Solar

Hörmann-Barkas

Absolicon

www.solarus.se

www.solimpeks.com

www.selasolar.com

http://hoermannsolarhybrid.de/

www.absolicon.com

Nederland (eerder: Zweden)

Turkije

Spanje

Duitsland

Zweden

Solarus Venlo

Sunfos BV

-

-

-

[email protected]

[email protected]

-

-

-

CPC PVT 230

Volther PowerTherm

Hybrid Kollektro Sela Solar M-240 PVT

Hydrid Kollektor PT

X10 PVT

afmetingen

2374x1027x231 mm

1640x870x105 mm

2350x960x85

2064x1155x98

6000x1100

Technologie

PVT concentrator

PVT

PVT

PVT

PVT concentrator

oppervlak voor thermische energie[m²] gewicht [kg]

2,2

1,4

2

1,34

-

55

34,4

69

-

-

Paneelvermogen elektrisch [Wp]

230

180

240

145

550

Elektrisch Rendement Thermisch piek vermogen [Wth]*

10%

13%

12%

-

-

1250

629

480

-

-

57%

45%

72%

82%

-

67%

58%

-

-

-

website land leverancier in Nederland contact leverancier type

Thermisch rendement Totaal


20

E rapport Zonne-energie voor zwembad Die Heygrave

Recommend Documents