Hur vi gjorde vår villa energineutral

TLDR:

Vi investerade 760 000 kr i energieffektiviseringsåtgärder och solceller och får direkt tillbaka c:a 20 000 kr om året i form av minskad elräkning, efter kapital- och avskrivningskostnader. Över ett helt år producerar vi lika många kWh som vi gör av med! Vi har i och med det också minskat vår exponering för eventuella framtida elprishöjningar.

Resultatet tycker jag blev så bra att jag vill berätta hur vi gjorde, vad det kostade och vad resultatet blev i hopp om att kanske kunna inspirera någon annan.

Vi har utfört ett antal energieffektiviseringsåtgärder i vårt hus, samt installerat solceller. Det har gått ett helt år med förbättringarna och vi kan utvärdera resultatet:

Som en extra bonus styrs spisventilationen nu av spisen och inte av vinden. Vi kan steka bacon på spisen även när det är vindstilla ute.

Solcellsinstallationen är den enskilt lönsammaste åtgärden.

Räknar jag på energieffektiviseringarna ensamma utan solcellsinstallationen finner jag att även dessa ensamma betalar sig själva ganska exakt när jag ställer minskad elräkning mot kapital- och avskrivningkostnader.

Jag jobbar förresten inte med sånt här och har mig veterligen inga personliga ekonomiska intressen i att få andra att göra liknande typer av energiåtgärder.

Summering av åtgärder

Förutsättningar

Huset är på totalt 208 kvm uppvärmd yta fördelat på två plan, byggt 1955 i lättbetong. Grunden är delvis betongplatta och delvis torpargrund. Fönstren var original med dubbelglas och medvetet dåligt isolerade eftersom ventilationen var byggd enligt självdragsprincipen. Vinden var isolerad med 20-30 cm kutterspån, som man tilläggsisolerat genom att lägga på några lager mineralull. Att lägga på mineralull är en utdaterad teknik eftersom det fuktmässigt är lite som att sätta en gummibadmössa på huset, men man gjorde tydligen så på 70-talet. Kutterspånet har sedan länge torkat och isolerar efter 65 år ännu sämre än det gjorde från början.

Ventilation var i form av rör från ventiler i taken på rummen på övervåningen till en ventilationsskorsten. En mekanisk frånluftsfläkt fanns i nedre badrummet/tvättstugan. En vinddriven frånluftsfläkt var ansluten till spiskåpan.

Vattenburen värme i form av radiatorer är placerade under fönstren samt golvvärme finns i merparten av rummen i källaren/nedre plan, fördelat på c:a hälften vattenburet och hälften direktverkande el.

Den gamla IVT bergvärmeanläggningen var på 9 kW från 1998 med 130 meter borrhål.

Total elförbrukning var innan vi började 25 000 kWh per år med cirka 19 grader inomhus.

Vi kör motorvärmare och kupevärmare ibland.

Vi har ingen elbil än. När vi skaffar en får vi lägga på kanske 3000 kWh per år på elförbrukningen.

Elförbrukning och elproduktion

Efter åtgärderna gick husets elförbrukning från 25 000 kWh ned till 16 000 kWh, utan att man räknar med solcellernas bidrag. Denna förbättring är effekten av vindsisoleringen, FTX-värmeväxlingen, nya fönster och dörrar och den nya bergvärmepannan.

I diagrammet nedan som avser elförbrukning och elproduktion för vårt hus under 2021 kan man se över året dels

Några siffror på årsbasis:

Siffrorna för elpris ovan är volymvägda efter faktiskt utfall i vårt hus under de senaste 12 månaderna.

Eftersom vi får relativt bra betalt när vi säljer el blir avkastningen att investera i ett eget batteri för att flytta el vi producerar på dagen till det vi förbrukar på natten tveksam. Där vi bor har vi strömavbrott så sällan att även den aspekten är svår att räkna hem. Att mata ut elöverskottet till nätet igen och att i förlängningen använda Sveriges vattenkraft som “batteri” är en kostnadseffektiv och bra helhelslösning i mina ögon.

För att jämna ut effekttopparna och minska kostnaden aktiverade jag funktionen “Smart grid” på pannan. Den flyttar användandet av direktverkande tillskottvärme (3+6 kW) till tidpunkter på dygnet när spotpriset är lågt.

Dock tyckte jag att den körde tillskottet onödigt aggressivt ändå. Som andra åtgärd har jag därför en egen logikfunktion som blockerar pannan att använda tillskott så länge som temperaturen i huset inte kryper under börtemperaturen minus 2 grader, vilket mäts på temperatur frånluft på FTX via modbus och KNX. Att mäta inomhustemperatur på FTX frånluft ger ett tillförlitligt värde på husets medeltemperatur inomhus till skillnad från att mäta med rumstemperaturgivare som kan ge konstiga effekter. Det innebär att när det är som kallast så kan vi acceptera att temperaturen i huset sjunker två grader om kompressorn inte klarar att värma upp på egen hand. Bergvärmeaggregat är normalt lite underdimensionerade så detta är definitivt ett aktuellt driftsfall.

Om man fryser kan man antingen tända en brasa i kaminen när det är jättekallt ute eller om man tycker att man har råd kan man ta bort tillskottsspärren genom att säga “OK Google aktivera tillskott”.

Kapital- och avskrivningskostnader

Investeringarna är på totalt 760 000:-. Kalkylen utgår från en ränta på 1.1% och 30% skatteavdrag. Panna, FTX och solceller räknar jag med att man behöver byta om 25 år varför dessa amorteras av på den tiden. Vindsisolering och fönster räknar jag med att aldrig att behöva åtgärda igen varför jag inte belastar dessa med amortering.

För poster som har amortering delas räntan med 2 eftersom skulden går mot 0.

Summan blir cirka 20 000:- per år. Dock lite ojämt fördelat med ett par tusenlappar mellan första och sista åren eftersom man betalar mer ränta i början av de 25 åren.

Minskad energiåtgång och ökad komfort påverkar husets värde vid en framtida försäljning på ett direkt sätt. Om man räknar med en värdeökning på huset på exempelvis samma belopp som vi investerat och en värdeutveckling på 5% så blir vinsten på detta minus reavinstskatt 22% cirka 30 000:- om året. Det kan jämföras med att vi istället för att investera i huset stoppar in pengarna i fonder och kan då räkna med en avkastning på 7-8% minus skatt, men lite högre risk. Helt jämförbart alltså, men fond-alternativet saknar uppsidan i form av minskad energiförbrukning och sparad elräkning.

FTX-ventilation

Att byta till helt täta fönster kräver någon form av åtgärd beträffande ventilationen eftersom huset tidigare förlitade sig på självdrag. Vi valde att gå hela vägen och installera ett system med mekanisk från- och tilluft i alla rum och ett FTX-aggregat med värmeväxling.

Jag köpte FTX-systemet som “byggsats” för 50 000:-, med aggregatet, rör, rörisolering, ventiler och diverse monteringsdetaljer. Jag fick också med en ritning gjord för mitt hus av en VVS-ingenjör. Aggregatet är ett Flexit Nordic S4. Jag installerade systemet själv, rördragningen går mestadels på vinden i isoleringen. Jag tog hjälp av en betonghåltagningsfirma för att gå igenom betongsulan mellan våningarna på fyra ställen så jag kunde få ned ventilationen överallt i nedervåningen också. Varje rum har tilluft eller frånluft. Frånluft i rum som badrum, klädkammare, kök och tvättstuga och tilluft i resten.

Innerdörrarna har ventilationsspringa undertill. Ljudisoleringen fungerar oväntat bra ändå.

Ventilationen är konfigurerad att gå på 70% kontinuerligt.

Komforten som fräsch luft ger inomhus tror jag måste upplevas för att förstås. Vi hade fått det berättat för oss innan från andra som installerat FTX men att själva känna det i vårt hus gjorde oss ändå väldigt positivt överraskade.

Tilläggsisolering av vind

Vi lastade själva ut mineralullen genom takluckan och körde den till tippen. Ett tungt och dammigt jobb. En firma fick sedan fixa resten för 70 000:-. Suga ut det gamla kutterspånet, lägga tätskikt, bygga ny landgång och spruta in cellulosa.

Solcellsinstallation

Vi valde en solcellsinstallation med så många paneler som möjligt och med så hög effekt på panelerna som möjligt. Det resulterade i 58 paneler om 340W, vilket summerar upp i nästan 20 kW. Huset är huvudsakligen öst-väst orienterat och producerar då el relativt jämt med solen från morgon till kväll.

Växelriktaren är en SMA Sunny Tripower och är inte optimerad individuellt per panel. Den delar upp panelerna i fyra sektioner, två på vardera takhalvan.

Individuellt optimerade paneler har jag förstått är bra när man har mycket och skarp skugga som vandrar över taket. Det har inte vi, men har jag läst att det ibland har varit upphov till olika former av radiostörningsproblem. Lite oklart för mig, men nån annan som är i behov av individuellt optimerade paneler får fortsätta gräva i detta, det kanske inte gäller längre heller.

Jag lyckades flytta en ventilationsskorsten innan installationen och kunde få in två paneler till jämfört med bilden ovan.

Bästa dagen 2021-06-15 såldes 123 kWh av det som panelerna producerade, den maximalt uppmätta effekten 17 kW tangerades några gånger, när panelerna fick svalna en liten stund innan solen tryckte på för fullt igen.

Samma kurva på alla dagar över året:

Det är inte så viktigt för det ekonomiska utfallet att man konsumerar den el man producerar eftersom det är ungefär lika lönsamt även om man säljer allt man producerar och köper allt man konsumerar. Det värde man som husägare sitter på är ett tak där det faller in sol och ett elabonnemang som går att dra producerad energi från. Det här innebär att solceller blir intressant för flerbostadshus också utan att behöva hantera komplexiteten att blanda in de boendes elabonnemang.

Bergvärmepanna

Den nya pannan är en IVT Geo 508c. Den är fullproppad med eftermonterad extern utrustning eftersom pannan helt oväntat visade sig sakna ett datagränssnitt som ägaren kan komma åt, vilket jag anser är anmärkningsvärt 2021. Det som mäts och loggas är när tillskotten går (6+3 kW), om det är varmvatten eller radiatorer som värms och hur mycket effekt pannan drar.

För alla normala människor räcker nog de funktioner som pannan levereras med, men jag har ett specialintresse i detta avseende och vill kunna mäta.

Borrhålen är 2x65 meter vilket är i minsta laget för huset men vi bedömde att det inte var värt att borra ett nytt hål. Det har visat sig att borrhålen har inte frusit och eltillskottet behövs inte heller för att hålla värmen.

Övervakning och loggning

Eftersom jag har är tekniskt intresserad och lite ser vårt smarta hus som en hobby har jag kompletterat huset med smarta funktioner och mätpunkter som inga normala människor egentligen behöver. Men de är bra för vetenskapen och i en sån här rapport.

Övervakning och loggning sker med hjälp av en egenbyggd lösning. En lokal dator RaspberryPi läser data från KNX-bussen och solcellsväxelriktaren via nätverket och skickar data varje minut till en molntjänst som lagrar dataavläsningarna i en databas. Detta möjliggör presentation och rapporter via Grafana.

Så här ser statusskärmen i hallen ut (2022-01-15). Här kan man bland annat se att solen har varit uppe en liten stund under dagen och producerat nästan 8 kWh vilket är mycket för att vara januari. Perioden november till februari är det så lite sol att man kan räkna bort det helt (dessa fyra månader summerar till 100 kwh i produktion). Det gröna breda i diagrammet “Effekt” representerar husets totala energikonsumption under dagen. Här kan man se att elgolven går på och av hela tiden och visuellt uppskatta deras andel av det totala energibehovet. Man kan också se att när solen (gul kurva) värmer mellan kl 10 och 14 så pressar det ned husets energikonsumtion (det gröna i diagrammet) ned mot noll och passerar faktiskt under noll några gånger under dagen, men bara minimalt. Då genererar huset energi tillbaka till elnätet. Den blåa kurvan är värmepumpen som värmer huset, den är ganska konstant runt 1.6 kW under dagen. Längst nere i högra hörnet är sensorn för utebelysningen där vi kan se hur deprimerande liten andel av dygnet som är riktigt ljus, mellan kl 11 och kl 14, en dag i januari, även om den är solig.

Elpriser

Vad händer om spotpriset parkerar på 200 öre på vinterhalvåret och 100 öre på sommarhalvåret? Elkostnaden ökar då från 12 kkr till 30 kkr om året. Det är en rejäl kostnadsökning, men om vi inte gjort något med huset och istället satt in 760 kkr i fonder hade elräkningen istället landat på 79 kkr. Vi hade visserligen haft en kapitalinkomst från fonderna men den hade behövts för att betala den tokdyra elräkningen.

När elräkningen för december 2021 trillade in, den med tokhöjda spotpriser, så blev energiutgifterna förstås högre än jag initialt budgeterat, men det som steg allra mest var kalkylen hur mycket det hade kostat om vi inte gjort alla dessa åtgärder. De höjda spotpriserna i slutet av 2021 förbättrade resultatet med åtskilliga tusenlappar.

En ekonomisk risk man tar när man väljer att investera i solceller är att elpriserna i framtiden hamnar på det mest ogynnsamma sättet och stannar där under lång tid. I vårt fall går gränsen till ekonomisk förlust vid ett spotpris på 200 öre under vinterhalvåret när vi mest köper och 10-20 öre på sommarhalvåret när vi mest säljer. I det läget får vi se solcellsinstallationen som en ren CO2-kompensation. Ett sådant spotprisläge bedömer jag är osannolikt.

Påverkan på energisystemet

Minskade effekttoppar med smartgrid och flexibel innetemperatur har en stor potential. Att styra eltillskott, elgolv och elbilsladdning med smartgridfunktioner är teknisk så enkelt att vi borde kunna utgå från att vi löser det på bred front under de närmaste decenniet vilket löser stora problem i eldistribution och elproduktion. Vi löste ju en stor del av detta i vårt hus med en armbågsknix.

Vattenkraft används idag mycket även under sommaren mitt på en solig dag, i storleksordning ungefär 5000 MW. I Sverige finns cirka 2 000 000 småhus. Om hälften producerar 5 kW en sommardag blir det 5000 MW. Det vore trevligt att kunna spara vattenkraften till vindstilla vinterdagar, eller att istället producera vätgas. Det räcker inte till vinterns behov, vare sig effektmässigt eler energimässigt, men det skulle rimligen hjälpa till.

Naturligtvis är energiproblemet i stort mycket mer komplext och nyanserat än så här, inte minst pga kraftdistributionsproblem, men storskalig utbyggnad av solceller på hus i Sverige verkar i mina ögon vara en bra och kostnadseffektiv lösning både för husägaren och för samhället.

Jag hoppas att det här tar bort lite frågetecken kring sådana här åtgärder och att det inspirerar någon att göra något liknande.

Daniel Marell

daniel@marell.se

2022-01-15

2021-12-30: Uppdaterad med bland annat siffror från december, resonemang kring elprisscenarion och flerbostadshus.

2022-05-10: Uppdaterad med faktiskt utfall för helåret där samtliga energiåtgärder ingår hela året.