En undersökning av ett hus energibehov och potentiella klimatpåverkan under en veckas självförsörjning

Abstract

The purpose of this study was to investigate whether a single-family house can, in the event of a possible crisis when electricity is not available, manage the heating of a house during the worst week of the year when the house is off-grid. Furthermore, to calculate the potential climate impact for the house's energy demand during that week. Thus, three different heating scenarios have been chosen, the first where the house is powered by solar panel electricity that is stored via batteries (scenario B), the second with a wood-burning stove (scenario C) and the third is a combination of solar panel electricity together with a wood-burning stove (scenario D). Scenario A is the on-grid scenario. For each scenario, the energy demand and the potential climate impact for a house that meets energy requirements according to BBR and FEBY18 Guld were studied. The results of the study showed that off-grid alternatives had a higher potential climate impact compared to those on-grid and therefore on-grid alternatives should be used if possible. The possibility of living off-grid was for scenarios C and D good because the type houses met the requirements regarding the heating. Scenario B should not be sought to live off-grid as a deficit of heat may occur. Lastly, the study showed that the houses according to FEBY18 Guld had a lower energy demand and therefore a smaller potential climate impact during the operational stage compared to the house according to BBR for all scenarios.

Abstract (Swedish)

Energifrågan gällande tillgång, kapacitet och kostnad för el har under de senaste åren blivit en aktualitet i det svenska men även europeiska samhället. Bakgrunden till att energifrågor har blivit angelägna i nuläget är främst en ökad elektrifiering av samhället, ökade kostnader på grund av kriget i Ukraina 2022 och kapaciteten som inte har motsvarat efterfrågan. I samband med en osäkrare omvärld, en osäkrare tillgång till el och en ökad risk för strömavbrott har därför idéen om ett mer självförsörjande samhälle kommit till. Det har gjort att individer i samhället har börjat söka sig till andra energikällor som är oberoende elnätet, och därför inte kan påverkas av omvärldssituationen på samma sätt, såsom vedeldning eller solcellsproducerad el.

Bakgrunden till varför undersökningen gjorts är att vid en eventuell kris, såsom krig eller ett långvarigt strömavbrott, bör ett småhus klara av uppvärmningen under årets värsta vecka utan att vara uppkopplad till elnätet. I den här studien undersöks olika scenarier och två olika typer av hus för uppvärmning. Syftet med studien är att undersöka den potentiella klimatpåverkan för uppvärmning av ett småhus som är självförsörjande under en vecka. Tre olika uppvärmningssätt valdes, en som innefattar en bergvärmepump som drivs av solcellsel som kan lagras via batterier (scenario B), en som innefattar en kamin med vedeldning som står för uppvärmning (scenario C) och en som innefattar en bergvärmepump som sköts av solcellsel tillsammans med vedeldning (scenario D). Scenario A är nollfallet och motsvarar när typhusen är anslutna till elnätet. Därutöver studerades även energibehovet och den potentiella klimatpåverkan för ett småhus som uppfyller energikrav definierat enligt BBR respektive FEBY18 Guld, det senare en passivhusstandard.

Den första frågeställningen i studien är att undersöka vad energibehovet blev för typhusen när självförsörjning av värme under årets mest energikrävande vecka antas. Den andra blev att beräkna den potentiella klimatpåverkan för respektive typhus och scenarier uppvärmning under den värsta veckan. Den tredje blev att undersöka om typhuset klarar av att bevara den valda inomhustemperaturen under tiden huset är off-grid.

Energibehovet beräknades för varje typhus och scenario med hjälp av VIP-Energy för både hela året respektive den värsta veckan. Utefter den värsta veckans energibehov beräknades den potentiella klimatpåverkan för varje scenario och typhus där resultatet sammanställdes i flera stapeldiagram i Excel.

Studiens resultat visade att off-grid-alternativen hade en betydligt högre potentiell klimatpåverkan jämfört med de elnätsanslutna och att on-grid alternativen därför bör eftersträvas om tillfälle finns. Möjligheten att leva off-grid var för scenario C och D, men särskilt D, mycket goda oberoende typhus eftersom typhusen för de här scenarierna klarade kraven gällande uppvärmningen. Typhus med scenario B, enbart solceller och batteri som energikällor, bör inte eftersträvas för att leva off-grid eftersom ett underskott av värme kan uppkomma. Det innebär för scenario B, vid off-grid, att en alternativ energikälla skulle krävas om rumstemperaturen inte ska sjunka på grund av underskottet. Slutligen visade studien att typhusen enligt FEBY18 Guld hade ett lägre energibehov och därför en mindre potentiell klimatpåverkan under driftskedet jämfört med typhuset enligt BBR för alla scenarier. Dock ska det understrykas att besparingen var relativt liten under en veckas off-grid och att det enbart under scenario B gav upphov till en betydlig skillnad.

• author: Pasic, Ines and Andersson, Ebba
• supervisor: Petter Wallentén; Oscar Bálint Palmgren
• organization: Division of Building Physics
• alternative title: An investigation of a house's energy needs and potential climate impact during a week's self-sufficiency
• course: VBFL05 20241
• year: 2024
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Off-grid, BBR, passivhus, energianvändning, potentiell klimatpåverkan
• publication/series: TVBH-5000
• report number: TVBH-5135
• other publication id: ISRN LUTVDG/TVBH—24/5135—SE(140)
• language: Swedish
• additional info: Examinator: Karin Farsäter
• id: 9158969
• date added to LUP: 2024-06-10 13:57:13
• date last changed: 2024-06-10 13:57:13