Energiesprong – 재생에너지 구현, 태양광/태양열 시스템의 실제

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Energiesprong – 영국의 사회 주택을 구할 수 있는 네덜란드 시스템

Energiesprong은 개발자가 실제 성능을 고려하도록 장려하는 네덜란드 주택 프로세스입니다. 알렉스 스미스(Alex Smith)가 영국 최초의 파일럿 사업과 리트로핏(retrofit)에서 성과를 보장하기 위한 멜리우스 홈즈(Melius Homes)의 전략을 살펴봅니다.

등록된 날짜: 2018년 6월

Dutch Energiesprong 이니셔티브에 따라 영국에서 처음으로 개조 된 10 채의 주택은 더 엄격한 테스트를받을 수 없었습니다. 사회적 임대인인 노팅엄 시티 홈즈(Nottingham City Homes, NCH)를 위한 스네인턴(Sneinton)의 부동산 개조 공사는 2월과 3월에 '동쪽에서 온 야수(Beast from the East)'가 영국에 폭설과 계절에 맞지 않게 추운 기온을 가져오기 직전에 완료되었습니다.

"시베리아 폭발은 내가 자원했을 실험이 아니었다"고 주택 건설 입찰을 따낸 개발업체 멜리우스 홈스(Melius Homes)의 기술 이사 데이비드 애덤스(David Adams)는 말한다. 외부 기온은 영하 4도였지만 애덤스는 내부 온도가 20도였다며 '놀라울 정도로 안정적'이었다고 보고했다.

Energiesprong은 가정에 30년 보증을 제공합니다. 설계가 의도한 대로 수행되지 않을 경우 계약자는 재정적 처벌을 받아야 합니다

이것은 주민들에게 놀라운 전환이었습니다. Adams에 따르면 개조하기 전에는 단열이 잘 되지 않은 집을 적절하게 난방하기 위해 연간 £1,300-1,400를 지출해야 했습니다. 그 결과 일부 거주자는 난방을 켜지 않았고 다른 거주자는 거실로 제한했습니다. "사회적 세입자의 경우, 높은 에너지 비용으로 인해 집을 난방할 수 없는 상태가 되었습니다"라고 Adams는 말합니다.

테라스와 3개의 방갈로가 있는 이 주택은 NCH에 의해 개선 대상으로 지정되었으며, NCH는 집당 £120,000에 철거하고 재건축하거나 합리적인 비용으로 개조할 수 있는 방법을 찾을 수 있는 옵션을 가지고 있었습니다. 이것이 바로 Energiesprong (네덜란드어로 '에너지 도약'을 의미)이 등장한 이유입니다.

네덜란드어로 가다

네덜란드에서는 연간 1,000채의 주택이 Energiesprong 모델을 사용하여 건설되거나 개조됩니다. 이는 주택 표준만큼이나 자금 조달 메커니즘이며, 신축 및 기존 주택에 대한 금융을 잠금 해제하도록 설계되었습니다.

Energiesprong 주택은 30년 이상 스스로 비용을 지불할 수 있도록 설계되었습니다. 이 아이디어는 계획된 유지 보수 및 에너지 비용의 후속 감소로 일회성 개조 비용을 지불한다는 것이며, 후자에 대한 절감은 부분적으로 임대인에게 전달됩니다.

Adams는 노팅엄 홈의 초기 성과에 대해 낙관적입니다. 데이터에 따르면 조립식 외부 단열재, 커뮤니티 에너지 센터, 태양광(PV) 및 배터리 저장 장치를 기반으로 한 개조는 그의 모델이 예측한 대로 잘 수행되고 있습니다. (패널, '디자인'을 참조하십시오.)

이는 Melius에게 매우 중요했는데, 그 이유는 Energiesprong의 핵심이 주택에 30년 보증을 제공하는 개발업체와의 성능 계약이기 때문입니다. 설계가 의도한 대로 수행되지 않을 경우 계약자는 재정적 벌금을 물어야 합니다.

계단식으로 내려간 비대칭 지붕, 에너지 센터가 있는 선적 컨테이너가 사진 하단에 보입니다

"일반적으로 고객의 위험은 항상 고객에게 있으며, 고객은 건설 과정에 대한 통제력이 거의 없습니다"라고 NCH의 지속 가능성 책임자인 Emily Braham은 말합니다. "위험을 감수하는 것은 집을 짓고 설계하는 사람들에게 있는 것이 옳다. 특히 일이 어떻게 진행되는지에 대한 증거가 거의 없기 때문에 계약자에게는 더 복잡합니다."

Energiesprong UK의 마케팅 개발 팀 소속이자 에너지 및 환경 컨설팅 회사인 Adecoe의 이사인 Nicholas Doyle은 "Energiesprong은 모델링된 성능뿐만 아니라 장기간에 걸친 실제 성능을 살펴봅니다"라고 말합니다. "우리가 바꾸고자 하는 근본적인 것은 원하는 결과가 세입자에게 전달된다는 것입니다."

계단식으로 내려간 비대칭 지붕, 에너지 센터가 있는 선적 컨테이너가 사진 하단에 보입니다

Energiesprong은 성능 결과를 지정하며, 이는 개발 팀이 특정 시스템이나 설계에 얽매이지 않는다는 것을 의미합니다"(패널 'Sneinton 파일럿 결과 목표' 참조). 네덜란드의 목표에는 플러그인 가전제품을 포함한 모든 에너지 사용이 탄소 순 제로가 되어야 한다는 요구 사항이 포함됩니다.

노팅엄에서는 PV를 통해 전력망에서 수입하는 전기를 가정당 연간 1,500kWh까지 줄일 수 있습니다. 가구에 대한 전체 허용량은 2,300kWh/년이며, 여기에는 세입자 자신의 에너지 사용이 포함됩니다. Adams는 이중 모노 피치 지붕에 PV를 위한 공간이 있기 때문에 넷 제로를 달성하기 위해 충분한 전기를 생산하는 것이 비현실적이었다고 말합니다.

세입자는 하루에 2,300kWh의 전기와 140리터의 온수를 사용하고 거실에서 21°C,
다른 방에서 18°C로 집을 난방할 경우 총 300파운드의 에너지 요금을 지불할 것으로 예상할 수 있습니다. 세입자는 또한 £300의 에너지 요금제 요금을 지불하며, 그 중 일부는 개조 비용의 일부를 지불하는 데 도움이 되도록 NCH로 돌아갑니다.

Sneinton 파일럿 결과 목표

• 내부 온도: 거실 21°C, 그 외 18°C
• 설치 시간 : 15 일
  
• 과열: 온도는 연간 26일 동안 11°C를 넘지 않아야 합니다.
• 온수: 가정당 하루 140리터
• 순 에너지: 가정당 <1,500kWh/년
• 실내 공기질: 새 집 건축 규정

경쟁입찰

계약을 입찰에 부친 후, NCH는 자본 비용이 아닌 품질 및 전체 수명 비용을 기준으로 계약업체를 비교했습니다. "우리는 자본 비용에 대한 입찰이 잘못된 행동을 유도하고 궁극적으로 잘못된 결정을 내린다고 생각합니다"라고 Braham은 말합니다.

"입찰의 품질 부분은 설계 개요에 얼마나 잘 부합하는지였고, 가격 요소는 전체 수명 비용과 주택이 창출할 수 있는 수입이었습니다."

각 입찰자는 임차인에게 제안서를 제시할 기회를 가졌습니다. "세입자들은 자신들에게 초점을 맞추고 있다는 사실을 좋아했고, 낙찰된 입찰자는 세입자의 생각에 더 적극적으로 참여했습니다"라고 Braham은 말합니다.

에너지 센터는 테라스 끝에 있는 컨테이너에 위치해 있습니다

애덤스는 덧붙인다: "세입자들은 자신들이 통제할 수 있다고 느꼈고, 그들이 무엇을 좋아하고 무엇을 좋아하지 않는지가 분명했다. 설계 책임은 입찰자에게 있지만 세입자가 과정에 참여했습니다. 이 과정에서 우리의 솔루션에 대한 비판이 쏟아졌습니다." Braham은 모든 당사자가 프로세스의 시작부터 동일한 결과를 위해 노력하는 것이 중요하다고 말했습니다. "이는 모든 사람이 장기적인 성과가 효과를 발휘하고 전체 수명 비용이 절감되기를 원한다는 것을 의미합니다"라고 그녀는 말합니다.

Melius가 위험을 감수하는 상황에서 Adams는 개발자가 구성 요소 및 시스템 성능을 잘 이해하는 것이 중요하다고 생각합니다. "저는 아무리 좋은 영업사원이라도 공장의 실험실 성과에는 관심이 없습니다"라고 그는 말합니다. "우리는 실제 인간과 함께 실제 공연에 대해 알고 싶습니다."

Melius는 제조업체가 시스템의 성능 출력과 보증 기간에 대해 책임을 지도록 할 수 있으며, Adams는 PV가 매우 신뢰할 수 있고 성능 보증이 함께 제공된다고 말합니다. "가장 중요한 것은 장비가 제대로 작동한다는 확신을 갖는 것입니다. 우리는 우리의 경험을 바탕으로 정보에 입각한 견해를 취하고 있습니다"라고 그는 덧붙입니다.

PV는 현장에 설치되었지만 목표는 향후 프로젝트에서 사전 제작하는 것입니다

조립식, 스마트 기술 및 규모의 경제를 통해 Energiesprong 주택을 £40,000에 가까운 비용으로 개조할 수 있기를 열망합니다. 그러나 노팅엄 파일럿이 영국 최초의 파일럿이었기 때문에 고정 가격은 £65,000였습니다. 화폐 격차는 Energiesprong 프로젝트에 대한 EU 자금 지원과 Eco 및 Feed-In Tariffs와 같은 영국 보조금을 집계하여 좁혔습니다. Braham은 사용 가능한 자금을 초기 투자에 모으는 것이 합리적이라고 믿습니다. "이 모든 것을 점진적으로 진행한다면 넷제로 주택을 달성할 수 없을 것입니다"라고 그녀는 말합니다.

UK Energiesprong 개조는 공정이 산업화되면 비용을 회수할 것이라고 Doyle은 말합니다. "우리는 빠른 속도로 납품하고 비용을 절감할 수 있도록 규모를 확보해야 합니다"라고 그는 말합니다. "[Sneinton]의 모든 하우징 패널은 공장에서 사전 단열 및 마감 처리되었지만, 네덜란드에서는 외부 배관도 설치하고 있습니다. 우리는 보다 확장 가능한 솔루션을 통해 보조금에서 벗어날 수 있습니다." Energiesprong 시장 개발 팀에서도 일하고 있는 Braham은 "Energiesprong을 대규모로 실현하기 위해 더 많은 주택 공급업체와 공급망을 통합해야 합니다"라고 동의합니다.

다음 단계

파일럿 프로젝트를 완료한 NCH는 Energiesprong을 사용하여 약 200채의 주택에 대한 작업을 시작할 준비가 되었으며, 200채의 주택을 추가로 건설할 계획입니다. 영국의 Energiesprong이 견인력을 얻고 있으며 많은 사회 주택 제공 업체가 파일럿 건설을 모색하고 있습니다. 예를 들어, 그레이터 런던 당국(Greater London Authority)은 '에너지 도약(Energy Leap)'이라는 이름 아래 10개의 파일럿 계획을 약속했으며, 데본 카운티 의회는 엑서터 시의회(Exeter City Council), 노스 데본 홈즈(North Devon Homes) 및 생츄어리 하우징(Sanctuary Housing)과 함께 제로 에너지 빌딩 카탈리스트(Zero Energy Buildings Catalyst)라는 3개년 에너지 프로젝트를 주도하고 있습니다. 이로 인해 2019년과 2020년에 주택이 개조될 것입니다.

지붕에 통합된 PV

제조업에 대한 배경 지식이 있는 Adams는 Melius Homes가 노팅엄에서 다음 200채의 주택을 개발하는 데 열심이며 효율성을 개선하고 비용을 줄이기 위해 패널을 조립식으로 만드는 자체 공장을 설립할 것이라고 말합니다. "현장에 머무는 시간을 최소화해야 합니다"라고 그는 말합니다. "전통적인 건설 프로젝트로 취급해서는 안 됩니다. 가장 중요한 것은 반복이며, 이를 통해 비용을 절감하고 성능을 높일 수 있습니다."

Melius가 패널을 크레인으로 제자리에 고정하는 데 8일이 걸렸고, 패널을 통합하는 데 30일이 더 걸렸습니다. 다음 단계에서는 고정 장치를 단순화하고 PV를 공장에 통합할 수 있습니다. "파일럿 프로그램에서 그렇게 하지 않은 이유 중 하나는 시간이 충분하지 않았기 때문이기도 했고, 우리는 합리적인 조치를 취하고 있는지 확인하고 싶었습니다. 한 번에 모든 것을 시도하고 싶지는 않았습니다"라고 Adams는 Sneinton에서의 경험이 다음 단계에 도움이 될 것이라고 덧붙였습니다. "건설 현장에서는 이런 일이 충분히 일어나지 않습니다. 우리는 배운 교훈을 계속 적용해야 합니다."

Adams는 Energiesprong이 세입자의 삶을 더 나은 방향으로 바꿀 수 있는 기회라고 말합니다. "이 모든 것은 커뮤니티의 재생에 관한 것이며, 기술과 프로세스는 목적을 위한 수단일 뿐입니다"라고 그는 말합니다. 그러나 두 명의 민간 부문 건물주는 시범 사업에 참여하지 않았는데, PV 공급업체인 Viridian Solar의 CEO인 스튜어트 엘메스(Stuart Elmes)의 말에 따르면 이 주택은 '사랑스러운 미소 속에 빠진 이빨'처럼 보입니다. NCH는 "테라스를 완성하기 위해 노력할 것"이라고 말하며, 완공된 주택의 가치가 80,000파운드에서 100,000파운드로 25% 증가했다고 말합니다. 이는 NCH에 대한 보너스이며, 개인 임대주가 향후 단계에 참여하도록 장려하는 데 도움이 될 수 있습니다.

디자인

2.5층에서 3층 높이의 계단식 주택 7채와 방갈로 3채의 방갈로가 새롭게 단장되었습니다. 테라스에 있는 두 집의 개인 집주인은 참여하지 않기로 결정했습니다. 원래는 프리캐스트 콘크리트 파티 벽이 있는 목재 프레임 구조였기 때문에 집에는 단열재가 부족했습니다. 열 손실은 부엌과 거실 바닥의 단열 부족으로 인해 악화되었으며, 이들은 각각 개방형 상점과 외부 통로 위에 있었습니다.

200mm의 단열재가 있는 3개의 조립식 패널이 각 주택의 전면 및 후면 입면에 단열 기초 위에 설치되었습니다. 거실 아래의 언더크로프트는 밀폐되어 거주 가능한 공간으로 바뀌었고, 부엌 아래의 처마밑면은 단열되었습니다. 그 결과 공간 난방은 40kWh·m 미만이었습니다-2 매년.

Viridian Solar에서 공급하는 PV 패널이 통합된 단열 지붕 카세트는 지붕의 모양 때문에 현장에서 사전 제작할 수 없었습니다. "현장에서 다시 스킨을 적용해야 했습니다. 구조적으로 지붕은 비대칭이고 그 안에 단차가 있기 때문에 상당히 도전적이었습니다"라고 Adams는 말합니다.

2 개의 지상 소스 히트 펌프 (GSHP), 배터리 및 2 개의 열 저장소가 20 피트 선적 컨테이너의 테라스 끝에 설치되었으며, 이는 조경 될 예정입니다. 한 GSHP는 가정용 온수용으로 55°C 및 60°C에서 물을 생산하고 다른 GSHP는 35-40°C에 최적화되어 있습니다. 추가 단열재는 난방 요구 사항이 상당히 떨어졌다는 것을 의미했으며 Melius는 약 40°C의 수온에서 기존 라디에이터를 사용할 수 있었습니다.

배터리 저장 장치(32kWh)는 50kW 피크 PV 방식의 전기를 저장합니다. "우리는 피크 기간 동안 그리드를 사용하지 않기를 원합니다"라고 Adams는 말합니다. Aereco의 수요 제어 환기는 물방울 통풍구와 습한 지역에서의 추출로 구성됩니다. 전반적으로 파일럿은 CO를 줄였습니다.2 배출량은 약 70%(최소 요구 사항은 24%)입니다.

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