Bergvarme har trolig eksistert siden jordklodens opprinnelse, og nå har mennesker lært seg å utnytte denne energien. Men kan vi gå tomme? Svaret er ikke helt svart-hvitt.
Vi kjenner til prinsippet om at noe som er fornybart har en konstant tilførsel av energi, og ikke kan tømmes. I likhet blir bergvarme stadig fornyet ved hjelp av solenergi. Likevel vil man ved en kombinasjon av overforbruk og underdimensjonering av systemene for å hente opp varmen, risikere at det går tomt. I alle fall midlertidig.
Hva er bergvarme?
Bergvarme består av varme fra solen som transporteres ned i bakken, og varme fra jordens indre som strømmer mot overflaten. Mesteparten av bergvarmen kommer fra sola, men jordens indre kommer altså med et lite bidrag.
Bergvarmen er lavtemperert energi i grunnen, slik som fjell, grunnvann, jord og løsmasser, og holder seg stabilt på noen plussgrader gjennom hele året. Denne varmen kan blant annet en varmepumpe benytte seg av for å skape varme til bygninger. I Norge har vi et stort oppvarmingsbehov, og siden bergvarme er tilgjengelig de fleste steder, har det stort potensiale.
Hvis en stor del av bygg i Norge skal benytte seg av bergvarme, vil man risikere at det går tomt?
– Bergvarme som stammer fra jordens indre består delvis av varme fra jordens dannelse for 4.6 milliarder år siden, og delvis av varme fra nedbryting av radioaktive isotoper. Så det enkle svaret er nei, så lenge solen skinner og vi har radioaktive isotoper som brytes ned, vil ikke jorden gå tom for varme, forklarer Trond Slagstad geolog ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).
Det er likevel mulig å gå midlertidig tom, fortsetter Slagstad. Når man henter ut bergvarme, benytter man seg av borehull som er maks noen få hundre meter dype. Dersom man ikke erstatter varmen som hentes ut, vil temperaturen rundt borehullet gå ned og begrense varmeuttaket. Det kan skje dersom systemet for å hente ut varmen til bergvarmepumpen er underdimensjonert, altså at borehullet ikke er dypt nok, og trekker mye energi fra et for lite område.
– I forhold til praktisk og økonomisk utnyttelse av bergvarme, er det altså mulig å gå tom. Midlertidig i alle fall, sier Slagstad.
Sørg for et borehull og energibrønn som er riktig dimensjonert
Da bergvarmepumpeteknologien var i introduksjonsfasen, var kunnskapen innen dette området liten. Det har ført til tilfeller her til lands hvor folk har gått tom for bergvarme. For å spare kundene penger, boret man iblant midre hull og antok at dette ville holde lenge. I dag er kunnskapen større og analyseverktøy og informasjonstilgangen lang bedre, noe som gjør at man unngår slike problemer.
– Uten at jeg har veldig mye kjennskap til uttak av grunnvarme, vil jeg tro at et riktig dimensjonert borhull som utnyttes på riktig måte kan vare bortimot i det uendelige, avslutter Slagstad.
En bergvarmepumpe er den vanligste væske-til-vann varmepumpen vi har i Norge, men hvordan og av hva skaper den varme?
Det er mye å sette seg inn i når man ønsker å installere en varmepumpe i hjemmet. Hvilke muligheter man har avhenger av området man bor i, noe som gjør det enda vanskeligere å få oversikt på egenhånd. I denne teksten kan du derfor lese mer om den vanligste væske-til-vann-varmepumpen og hvordan den kan gi oss varmt vann til oppvarming av boliger.
Bergvarmen kan ikke brukes direkte til oppvarming. Den må først behandles slik at temperaturen får en egnet varme for oppvarming av boliger. Samtidig er man avhengig av vannbåren varmedistrubisjon i bygg for å sende varmen ut. En bergvarmepumpe løser disse begrensningene ved bergvarmen.
“Bergvarmepumpe” brukes ofte som samlebegrep
På grunn av dens vannbårne egenskaper, kan en bergvarmepumpe også kalles en væske/vann varmepumpe. Egentlig består væske/vann av fire kategorier med varmepumper som fungerer svært likt i praksis. Disse er bergvarmepumper, sjøvarmepumper, jordvarmepumper og grunnvannsvarmepumper. Av disse står bergvarmepumpen for de fleste anleggene i Norge.
Det finnes noen uklarheter blant folk om bruken av begrepene “væske/vann” og “bergvarmepumpe”. Derfor blir sistnevnte ofte brukt som et samlebegrep for pumper som henter ut energi fra under bakken eller sjøen.
En bergvarmepumpe fører oppvarmet væske fra bakken
Noen av de viktigste delene på en bergvarmepumpe er frostvæske, kollektorer, energibrønner og en kompressor. Frostvæske blir varmet opp under bakken, pumpet opp til jorden med varme til en kompressor og deretter sendt ned i bakken igjen for å hente ny varme.
Frostvæsken som fører med seg varme opp til kompressoren, føres gjennom lange plastslanger som kalles kollektorer. Disse kollektorene ligger inne i energibrønner som er boret ned i bakken. Brønnene strekker seg vanligvis mellom 100 og 200 meter ned i bakken, hvor bergvarmen holder jevn temperatur. Siden varmen under jorden i prinsippet ikke forsvinner, blir en bergvarmepumpe mindre væravhengige enn hva andre varmepumper er.
Bergvarme er en gratis energikilde som fornyer seg selv. På grunn av at man i Norge utnytter denne energien uten noen alvorlige inngrep i naturen, gir en bergvarmepumpe oss mulighet til å varme opp boligen på en billig og miljøvennlig måte. Siden mesteparten av omgjøringsprosessen dessuten foregår innendørs, vil denne pumpemodellen være mindre utsatt for vær og vind. Det betyr at varmepumpen kan vare i opp til 30 år, noe som er dobbelt så lenge som mange andre pumper. Dessuten så kan en energibrønn vare i opptil 100 år om den behandles riktig.
Ulike typer varmepumper kan kombineres med solenergi på flere måter. Det kan være økonomisk gunstig, men krever spesialkompetanse.
Vi kan aktivt høste energi direkte fra sola på to måter: Enten med solceller som produserer strøm, eller med solfangere som produserer varme. Solfangere er mest effektive; de høster en større andel av solenergien som stråler inn på et solfangerpanel. Virkningsgraden er over tre ganger større enn for solceller. For solfangere er virkningsgraden 50 til 70 %, for solceller 15 til 20%.
Slik høstes varme fra sola
Den vanligste metoden for å utnytte solvarme aktivt, er med solfangere som overfører varmen til et lukket væskesystem. Solfangerne plasseres på tak eller vegger, og har absorbatorer (kollektorer) som ofte er laget av kobberrør. Inni disse rørene sirkulerer væske som blir varmet opp når sola har varmet opp metallet.
Energien i den oppvarmede væsken kan brukes til å forsyne et vannbårent varmeanlegg på flere måter: Til romoppvarming, til varmt tappevann eller både til romoppvarming og varmt tappevann. For å utnytte energien fra solfangere trenger du en akkumulatortank som kan lagre varmtvann i løpet av døgnet. Slik sikrer du deg varme når du trenger det – ikke bare når sola skinner.
Solfangere kan kombineres med varmepumper, og til sammen vil dette dekke en stor andel av varmebehovet i en bolig. Kombinasjonene kan gjøres på flere måter, og er aktuelt for luft-til-vann-, væske-til-vann-varmepumper eller avtrekksvarmepumper. Det viktigste er at varme fra sola alltid skal prioriteres – den er praktisk talt gratis. Når sola leverer nok varme, trenger ikke varmepumpen gå. Slik forlenger den levetiden. På de aller kaldeste dagene trenger du uansett litt ekstra varme, som elektrisitet. Den skal alltid ha tredjeprioritet etter solvarme og varmepumpe.
Tre kombinasjoner
Den vanligste kombinasjonsløsningen er at både solfangere og varmepumpe leverer varme til varmt tappevann og romoppvarming. Varmepumpen leverer bare varme når det ikke er nok sol, og kan ellers være slått av. Det gjelder spesielt om sommeren. Dette forlenger levetiden til varmepumpen.
Når solfangerne ikke leverer høy nok temperatur til at varmen kan brukes direkte (i akkumulatortanken), kan solvarmen brukes til å forvarme kaldt tappevann inn på akkumulatortanken. Solvarmen kan også brukes til å supplere varmepumpens energikilde. Da kommer den i tillegg til uteluft, bergvarme, jordvarme eller sjøvarme. Solvarmen vil øke temperaturen på varmekilden inn til varmepumpen, som dermed får høyere effektfaktor. Slike kombinasjoner er kompliserte, og krever veldig god kontroll på temperaturene i anlegget.
Varme fra solfangerne kan også brukes til å lade energibrønnen med varme om sommeren. Da er solfangerne på sitt mest produktive, og kan levere mer enn du trenger i en bolig. Dette overskuddet fra solfangerne kan sendes ned i bakken. På denne måten kan gjennomsnittstemperaturen i brønnen øke, men det avhenger av grunnforholdene på stedet.
Solstrøm for å drive varmepumper
Energi fra sola kan også brukes til å forsyne varmepumper med strøm. Dette er mer vanlig i land med høy fossilandel i elektrisitetsforsyningen. En kilowatt solstrøm kan omdannes til tre til fire kilowatt varme i en varmepumpe. I Norge har vi i all hovedsak fornybar elektrisitet. Siden virkningsgraden til solfangere er tre til fire ganger høyere enn for solceller, er det mer kostnadseffektivt å produsere varmen direkte fra solfangere.
Fordeler med å kombinere solfangere og varmepumper
Når solfangere leverer nok varme, kan varmepumpen stå stille – og slik forlenger den levetiden.
Solfangere kan også brukes til å effektivisere varmepumpen ved å supplere varmepumpens energikilde. Samtidig kan solfangerne da bidra til oppvarming en større del av året. (Sesongen blir lengre).
Du kan få støtte fra Enovas tilskuddsordning for boliger, Enovatilskuddet.
Ulemper med å kombinere solfangere og varmepumper
For noen er det visuelle ulemper å ha solfangere og/eller solceller montert på taket.
Monteringskostnadene er relativt høye (men disse er på vei ned).
Varmetilskuddet er i motfase med behovet – du får mest energi når du trenger det minst.
Selv med lagring trenger du andre varmekilder i tillegg til sol og varmepumpe på de kaldeste dagene.
Plassering
En varmepumpe som er kombinert med solfangere består av varmepumpesystemet i tillegg til solfangere som er montert på boligens tak eller fasade. Sol- og varmepumpesystemet er tilknyttet en varmtvannsbereder og en akkumuleringstank, som avgir varme via tappevann, vannbåren gulvvarme, radiatorer, eller viftekonvektorer.
Innedel og utedel
Innedelen til varmepumpen har ofte samme størrelse som et høyt kjøleskap og har et design som passer godt inn på bad, teknisk rom eller sammen med varmtvannsbereder. Solfangere har gjerne en egen styringsenhet og en pumpe som jobber sammen med resten av varmepumpesystemet. Solfangere krever ofte en relativt stor akkumuleringstank.
Mer informasjon om utedelen til varmepumpen finner du her, avhengig av den spesifikke varmepumpetypen du ønsker å kombinere solfangere med.
God prosjektering er viktig for å få et godt anlegg
Varmepumpeteknikk er et spesialfelt som krever høy kompetanse hos den som skal planlegge et varmepumpeanlegg, og den som skal installere det. Når varmepumper kombineres med solfangere, er det viktig at anlegget styres optimalt slik at solenergien alltid prioriteres. Dette krever at den som prosjekterer har god forståelse av hele anlegget. Det gjelder særlig hvis varme fra solfangere skal brukes som energikilde for varmepumpen. Det er også viktig at solfangeren er tilpasset nordeuropeisk klima (noe alle anleggene fra Energiverket AS er). De skal være isolerte og ha antirefleksglass slik at solstrålene ikke slipper ut igjen.
Velg en kompetent installatør
Installatører må kjenne produktet godt for å kunne utføre korrekt installasjon og service. Alle varmepumper skal kobles til en jordet kurs med jordfeilbryter. Seriøse varmepumpeleverandører samarbeider med elektroinstallatører og får installert jordet uttak der dette ikke finnes. De som installerer varmepumper kombinert med solvarme, må ha god kontroll på hvordan anlegget styres, og god kontroll på temperaturene ut i anlegget. (Når solfangerne er på sitt mest effektive, blir temperaturen så høy at den må blandes ut før den kan sendes ut i varmeanlegget). Hvis solfangere kombineres med luft til vann-varmepumpe, må installatøren være f-gass-sertifisert og firmaet f-gass-godkjent. Du bør alltid sjekke at din installatør har god kompetanse og gode referanser.
Energiverket AS har både kunnskap og erfaring, i tillegg til alle sertifiseringene. Klikk her for å lese mer om våre sertifiseringer og godkjenninger.
Energi og miljø
Anlegg til romoppvarming og anlegg til kombinert rom- og tappevannoppvarming, slik som gass- eller oljefyrte kjeler, elektrokjeler og varmepumper skal energimerkes. Et varmepumpesystem kombinert med solfangere kan ofte oppnå energiklasse A+ til A+++, mens for eksempel en elektrokjel som bruker elektrisitet direkte vil oppnå energiklasse D. Varmepumper som leverer varme til et vannbårent distribusjonssystem skal energimerkes ut fra hvordan varmen leveres. (Ved hvilke temperaturer, og for tappevann hvilke mengder).
Innsparingspotensialet med en varmepumpe kombinert med solfanger
Hvor mye energi du kan spare med varmepumpe kombinert med solfanger, avhenger av hvor presist anlegget er dimensjonert, om det er korrekt installert og hvordan det brukes.
Et solfangeranlegg for tappevann koster ca. 30 000 kroner og oppover, avhengig av dimensjonering, utforming og drift av anlegget.
Et solfangeranlegg for tappevann og romoppvarming varierer ut fra størrelse på anlegg og lokale markedsforhold. Typisk kostnad vil ligge på ca. 60 000 kroner og oppover.
Dette kommer i tillegg til kostnaden for selve varmepumpen.
Produksjon og lagring av solenergi vil spille en stadig viktigere del i varme- og klimasystem rundt om på kloden i tiden fremover. Dersom strøm blir mye dyrere i årene som kommer, kan utnyttelse av solenergi være gunstig. NIBE følger med i utviklingen og har nå utviklet en ny solcellepakke hvor “standardisert fleksibilitet” er nøkkelordet.
De nye solcellepanelene gir en høyere effekt på samme flate, større fleksibilitet i bruksmåter og er dessuten dimensjonert og klart for alle behov. Fremover kan solen varme både deg og lommeboken din.
Luksus som standard
Solcellepanelet er monokrystallinsk med Passivated Emitter Rear Cell-tecnique, også kjent som PERC-teknologi. Dette gir høyere effektivitet på samme overflate. PERC er ofte et alternativ blant mange leverandører, men i NIBEs nye paneler er det standardversjon.
“Vi tar luksusen til massene. Vi har PERC-paneler som standard i alle pakker for best resultat og høyeste kvalitet. I tillegg har vi gjort hele panelet vakrere, med både overflater og rammen i helsvart”, sier Richard Carlholmer, produktleder for Solenergi i NIBE.
Nye omformere sammen med EME20 gir større fleksibilitet for kunden. EME20 er montert mellom omformeren og NIBEs varmepumpen, og gjør at varmepumpen kan kommunisere med omformeren og justere varmepumpens drift ut i fra solens intensitet.
“Hvis energibehovet til huset er oppfylt og solenergien er over, kan forbrukeren bestemme hvilken energi som skal brukes til. Noen vil ha ekstra varmtvann mens andre kanskje vil ha det varmere i bassenget. Og det uten å måtte bruke mer strøm, det er rett og slett gratis luksus! I stort sett alle land, selv Sverige, forventes energilagring i batteriet å vokse, sier Carlholmer.
Dimensjonert og klargjort for alle behov
Utvalget er preget av enkelhet og evne til å kombinere ti sett med 3 kW paneler med en eller flere tilleggspanel, samt monteringssett for å tilpasse panelene til takstørrelsen.
“Vi kan imøtekomme alle behov mellom 6-42 paneler, med grunnpakker fra 3 kW til 12 kW. Deretter tar vår store pakke med 21 kW over, som igjen kan multipliseres til ønsket effekt. Og det beste av alt; Du trenger ikke å telle, alt er allerede dimensjonert og klart. Med noen artikler kan installatøren skape kundetilpassede, fleksible løsninger uten å måtte dimensjonere og beregne. Installasjonen er utrolig enkel, konkluderer Richard.
Sol- og vindenergi er blitt mye billigere, og veksten vil fortsette. Det sier det internasjonale energibyrået IEA i en fersk fornybar rapport.
Det er særlig innen solkraft at det går fort. Det ble i fjor installert mer solenergi enn både kull- og gasskraft. – Vi venter at fornybar energi vokser med rundt 1.000 gigawatt innen 2022, noe som tilsvarer rundt halve den globale kapasiteten innen kullkraft, som det tok 80 år å bygge, sier IEA-direktør Fatih Birol.
– Vi er vitne til en ny tidsalder som begynner innen solceller, sier han. Totalt ble det bygget ut 165.000 megawatt fornybar energi i fjor, ifølge IEA. Det tilsvarer kapasiteten i langt over 100 større kull- eller gasskraftverk – selv om vind- og solenergi vel å merke har færre driftstimer og derfor leverer mindre strøm per enhet.
Geir Engdahl underviser i energiløsninger på videregående skole. Faglig interesse og miljøbevissthet gjorde avgjørelsen om å gå over til bergvarme og solfanger enkelt.
Engdahl hadde knapt flyttet inn i boligen på Trara i Fredrikstad før han tok en tur til Energiverket og satt i gang prosessen med å innstallere mer miljøvennlige løsninger. Han og familien kjøpte et oppussingsprosjekt i september i fjor, med oljefyr og radiatorer. Som realist og lærer i videregående skole med energiløsninger som spesialfelt, visste han hva han ønsket.
Sparte 100.000 i året
Læreren flyttet fra et lite borettslag på syv enheter, der de i 2012 gikk over fra oljefyr til bergvarme. Også der benyttet de seg av Energiverket. Den gangen var det også enkelt å velge Energiverket. – Vi hadde inne tre anbud, der Energiverket både hadde best pris, men like viktig, de hadde hele nettverket av kontakter som trengs i prosessen. Det var tydelig at de hadde kompetansen og visste hva de gjorde, og leverte til de tider som var fastsatt. Det gjorde hele prosessen trygg, og valget lett når vi nå skulle gjennom det samme, kunne Engdahl fortelle.
Det lille borettslaget gikk fra å betale 140.000 bare på oppvarming i året med oljefyr, til 40.000 med bergvarmepumpe.
Solfangere varmer opp vannet
Gjennom faget sitt har Engdahl fulgt nøye med på utviklingen innen miljøvennlig energi, med en spesiell interesse for solenergi.
– Da jeg var hos Energiverket i høst for å bestille og planlegge for den nye boligen, sa jeg at det hadde vært gøy om de kunne tilby noe med sol. Jeg vet jo litt om dette fra før av, og at solfangere ga mer tilbake enn solceller. Det hadde de, og fordelen med å få med dette så tidlig i prosessen, var gode råd på veien med å da velge en annen bereder som var dimensjonert for dette.
Nå kombineres bergvarme og solfanger, som virker litt som den enkle hyttedusjen som blir varmet opp av solen, med store, svarte flater på taket. Solfangerne varmer opp vannet i huset, så slår varmepumpen inn om det ikke er nok sol.
– Bare før påske viste temperaturen på vannet oppvarmet av solfangeren 78 grader, som jo er mer enn nok, og høyere enn hva varmepumpen er stilt inn til å gi. Selv bare med litt sol så varmes vannet opp av solfangerne.
Rask og enkel installasjon
Selve installasjonen gikk smertefritt. Det tok tre dager fra vi begynte å demontere det gamle til vi sto og ble kurset foran panelet til varmepumpen. I tillegg tok boringen og montering av solfanger en dag. De gangene vi har hatt behov for oppfølging har Energiverket tatt tak i det med en gang, enten over telefon eller ved å komme hit, uavhengig om det er midt i en helg.
Energiverket har levert bergvarmepumpe og solfanger til Geir Engdahl
Engdahl har sjekket sin nye bolig på Enovas sider for energimerking, før og etter både installasjon og etterisolasjon av kjeller. Tidligere ga den gamle boligen fra seg seks tonn CO2 i året, og kostet 36.000 bare i oppvarmingsutgifter. Nå viser det 940 kilo i året, med totalt 16. 000 i utgifter.
– Jeg har ingen problemer med å anbefale Energiverket til andre. Jeg er veldig fornøyd. De er proffe, det føles trygt og de leverer NIBE, som er det beste på markedet. Du får det du bestiller, ingen tall er kunstig forhøyet, det er klare, enkle fakta. Ja, det koster å installere, men folk blunker jo ikke når de kjøper bil som taper seg med en gang, mens dette gir boligen økt verdi og er en langsiktig investering. Og innen 2020 må du jo uansett, så det er jo bare dumt å vente, for da skal jo alle ha det på en gang.
Foreløpig har familien valgt å bruke varmepumpe og solfanger mot radiatorer. Men de er i full gang med oppussing, og planen er å legge vannbåren varme i gulvet, og kun bruke det.
Visste du at ved hjelp av solcellepaneler kan man bruke solenergi til å produsere strøm til boligen din? Energien brukes til å drifte en varmepumpe, eget forbruk eller man kan med plusskundeavtale selge overskytende energi til nettleverandør.
BAKGRUNN – SOLENERGI
Da de første solpanelene kom handlet det om å varme opp vann i en stor akkumulatortank som leverte varme og tappevann til husholdningen. Systemet kalles solvarme eller termisk solenergi. I takt med varmepumpeteknologiens utvikling og det faktum at vi behøver mest varme i den delen av året hvor solinnstrålingen er liten, har solvarme blitt mindre aktuelt. Derfor har vi i dag bare et fåtall solvarmprodukter i sortimentet.
I DAG ER DET SOLSTRØM FRA SOLCELLER SOM GJELDER
Også solstrøm har solpaneler på taket, men fremfor å varme vann produserer solcellepanel strøm som benyttes direkte i huset. Et eventuelt overskudd sendes tilbake til strømnettet.
Med solstrøm blir du mikroprodusent av grønn strøm. Solstrøm fra solceller gir alltid et betydelig tilskudd uansett hvilken oppvarming du allerede har, -vedfyring, panelovner, eller fjernvarme. Den aller beste løsningen er i kombinasjon med en varmepumpe.
Å være mikroprodusent av egen solstrøm er en god følelse. I tillegg til at du gjør en innsats for miljøet når du produserer fornybar energi uten noen utslipp, så slipper du å bekymre deg for de stigene strømprisene.
ØKT ETTERSPØRSEL PÅ SOLCELLEPANELER HAR REDUSERT PRISEN
Prisen på solcellepakker er redusert de senere årene. Etterspørselen på verdensmarkedet har økt markant, og produksjonen av solcellepaneler er blitt mer effektiv. I Europa er det først og fremst Tyskland og Danmark med sine høye strømpriser som har drevet utviklingen av solcellepaneler. Av den grunn har prisen på solcellepakkene blitt redusert og dermed en interessant løsning også for det norske markedet.
