Off-grid ammekufjøs i Rogaland

På sørsiden av den lille øya Bru i Rogaland ligger det vakre gårdstunet Ingvarbakken som i 2020 stakk av med Stavanger kommune og Fortidsminneforeningens vernepris. Eierne, Kjartan Åsheim og Solveig Qverneland, overtok formelt gården i 2018, og for dem var det viktig at moderne gårdsbruk ikke skulle ‘forstyrre’ det lille, historiske tunet. Ny driftsbygning til ammekyr ble derfor bygd et annet sted på eiendommen, cirka 900 meter i luftlinje fra Ingvarbakken.

Artikkelen er en del av Fornybart på gården - praktiske erfaringer med lokal strømproduksjon

TEKNOLOGI: Solceller, vindturbin, og batterier, med dieselaggregat i beredskap.

HVEM: Kjartan Åsheim og Solveig Qverneland.

HVA: Gårdsbruk på rundt 400 dekar, 10 ammekyr.

HVOR: Ingvarbakken på øya Bru i Stavanger kommune, Rogaland.

Fikk Stavanger kommune og Fortidsminneforeningens vernepris i 2020

PODCAST:
Intervju med Kjartan Åsheim.

Det at paret valgte å bygge den nye driftsbygningen der de gjorde, fikk en interessant konsekvens.

- For å kunne bygge der vi ønsket, måtte vi tenke annerledes rundt energiforsyningen til fjøset, forteller Kjartan. – Dersom bygningen skulle vært tilknyttet strømnettet, ville dette kostet oss over en million kroner i anleggsbidrag.

Nyttig bakgrunn

Med en slik inngangsbillett for å kunne koble seg på nettet, ble veien derfor kort til å vurdere en off-grid løsning basert primært på fornybare energikilder. Og her kom Kjartans egen kompetanse og interesser godt med. Som sivilingeniør i elektrisk energiteknikk og med jobb i det lokale nettselskapet kunne han stille leverandørene de riktige spørsmålene, noe som var ekstra nyttig gitt at anlegget er noe utenom det vanlige. Kjartan endte opp med å gi oppdraget til bedriften Integrate Renewables – et valg han ble fornøyd med.  

- Bakgrunnen min kom godt med i prosessen med å skaffe seg dette anlegget, understreker han. – Det gjorde meg nok i bedre stand enn mange andre til kritisk å kunne vurdere innholdet i de tilbudene jeg fikk. Jeg måtte luke ut noen aktører underveis som ikke helt visste hva de holdt på med. Det betyr ikke at andre bønder ikke kan få seg et liknende anlegg som det jeg har på en god måte, men et tips kan være å søke noe ekstern hjelp til å stille de kritiske spørsmålene.  

Nytt ammekufjøs

Kjartan og Solveig hadde ikke drevet med ammekyr før, og ammekufjøset ble derfor bygget nytt og tatt i bruk høsten 2019. Det var ikke helt enkelt å skulle komme opp med et antatt forbruksmønster for energi til fjøset, men et visst grunnlag for beregningene hadde man å gå ut ifra basert på informasjon fra andre ammekufjøs. Samtidig var det naturlig nok et ganske annerledes utgangspunkt når man i dette tilfellet skulle være avkoblet strømnettet.

Så hvordan bør en gå frem hvis man skal forsøke seg på en off-grid løsning? Ifølge Kjartan er det viktig å først tenke på minimering av energiforbruk i alle valg, som f.eks. å ta i bruk naturlig ventilasjon, LED-lys, osv. På en ‘typisk’ dag i bygget bør grunnlasten være så lav som mulig. Fokuset må være på å komme så langt ned i energiforbruk som mulig, og så dimensjonere energiløsningen med dette som utgangspunkt. Det er selvfølgelig viktig å designe en totalløsning som kan klare å dekke forbruket i bygget også når produksjonen fra fornybarteknologiene er lav.

I fjøset til Kjartan og Solveig er strømforbruket høyest når dyra er inne på vinteren, og lys er det som trekker mest strøm. De kan sette på varme hvis de vil, men tilpasser dette gjerne litt etter produksjonen fra anlegget.

For å kunne følge med i fjøset som ligger forholdsvis langt fra tunet, har de installert kamera som er koplet til Internett via 4G-nettet. Det er installert flere kamera, der noen er bevegelige. Dermed får en fort et godt overblikk på om det er noe som skjer i fjøset i forbindelse med kalving eller annet som en ønsker å følge med på.

Fornøyd med anlegget

Fjøset forsynes altså med strøm fra ni solcellepaneler og en vindturbin. Åtte blybatterier sørger for lagring av overskuddsstrøm, og et dieselaggregat fungerer som beredskap hvis det skulle oppstå behov for dette. Så langt er Kjartan svært fornøyd med energiløsningen.

Dette er anlegget

Vindturbin: Rutland FM1803-2 Wind Generator, 850 Wp med tilhørende likeretter for lading av batteri

Solceller: Luxor ECO Line, FB 300Wp – 9 stk, totalt: 2700 Wp

Dieselgenerator: SDMO 11kVA, 400V TN

Batterier: HZB12-200 Valve Regulated Lead Acid battery. 12 year design life for stand by power applications. 12 Volts 240 Ah x 8 stk – 2 blocker på 4 stk, dvs 48VDC. 12*240*8 = 23 040 Wh (80% = 18,4kWh)

Vekselretter: Steca - Solarix PLI 5000-48. Denne vekselretteren kan levere 5kW kontinuerlig, og vesentlig høyere effekt i korte perioder

- Bygget ble tatt i bruk høsten 2019, og erfaringen så langt er at aggregatet er svært lite brukt, sier Kjartan. – Jeg er spesielt fornøyd med at vi gikk for en løsning hvor vi kombinerer vind og sol. Disse energikildene utfyller hverandre bra, og sammen med batteriene klarer altså anlegget stort sett å dekke behovet som vi har i fjøset. Det ser ut til vi i samarbeid med leverandør har klart å finne riktig balanse mellom komponentene i systemet, og det er ikke ‘overinvestert’ i noen av teknologiene.

Kjartan anslår at vindturbinen og solcellene totalt sett produserer rundt 5000 kWh per år, men de har ikke nøyaktige målinger som viser produksjonen. Vindturbinen er en Rutland FM1803-2 Wind Generator (850 Wp), og Kjartan mener den produserer bra. Det må, naturlig nok, være gode nok vindforhold for at den skal sette i gang, men fordelen er at turbinen ofte klarer å produsere på tidspunkter hvor solcellene produserer lite eller ingenting.

Kjartan valgte å gjøre en del av jobben selv

Turbinen starter å produsere på rundt 5 m/s, og har topp produksjon på rundt 15 m/s. Over 15 m/s produserer den også, men vinkler seg da ut av optimal vindretning slik at den ikke skal produsere mer enn den er dimensjonert for. Det er også elektrisk brems som stopper turbinen hvis det er behov for dette. Vindturbinen skal tåle 35 m/s, som tilsvarer orkan.

Solcelleanlegget er på 2700 Wp. Helt i startfasen hadde de litt problemer med vekselretteren, men dette ble raskt fikset av leverandør. I en kort periode på året når sola snur, skygger et nærliggende fjell for direkte innstråling på solcellepanelene. Dette var de klar over at ville skje, og denne perioden uten direkte lys skaper ikke problemer for driften av fjøset.

Slik fungerer komponentene i anlegget.

Installering og drift av anlegget

Selv om energiløsningen består av flere typer teknologier, så er det totalt sett likevel et lite anlegg, og installeringen tok bare noen dager. Solcellepanelene ble installert av leverandør, men Kjartan gjorde mye av det manuelle arbeidet i forbindelse med installasjon av vindturbinen.  

- Jeg valgte å gjøre en del av jobben selv, forteller Kjartan. – Tilkoblingen av vindgeneratoren ble gjort av elektroinstallatør, men jeg boret fester i fjellet, laget forskaling, støpte fundamentet og monterte masten. Jeg måtte for øvrig bruke større bolter enn de som kom med ‘pakka’, så noen slike justeringer må man nok være åpen for å gjøre underveis i prosessen.   

Vindturbinen kom med sin egen vekselretter. Disse fungerer som en enhet, og når den ene ryker, er det også over og ut for den andre komponenten.

- Det er ikke aktuelt å kjøpe en ny vindturbin til en ‘gammel’ vekselretter eller vice versa, informerer Kjartan. – Jeg skal innrømme at jeg er litt spent på vindturbinen ettersom den har bevegelige deler, men inntrykket så langt er at kvaliteten er god – jeg har i alle fall ikke fått noen indikasjoner så langt på at dette ikke skal vare.

Kjartan utfører selv en sjekk av vindturbinen en gang i året. Masten til vindmøllen er laget slik at en senker den på samme måten som man legger ned en flaggstang. Det følger med en håndvinsj til dette og det tar bare noen få minutter å senke masten.

Solcellepanelene har ikke bevegelige deler, og krever ikke oppfølging på samme måte. Dieselaggregatet brukes litt ved behov, og trenger jevnlig service – men ikke på årlig basis. Totalt sett er det altså begrenset hvor mye energiløsningen krever av oppfølging i driftsfasen.

Når det gjelder energilagringen til anlegget, gikk de for blybatterier da dette var vesentlig billigere enn lithiumbatterier.

- Lithiumbatterier er jo bedre og nyere teknologi, understreker Kjartan. – Samtidig er det en del dyrere. Men, det er nok ikke usannsynlig at vi går for dette når dagens batteripakke skal byttes ut.

Og av alle delene i løsningen, er det mest sannsynlig nettopp batteripakken som må skiftes først. Kjartan anslår en levetid på mellom 5-10 år, avhengig av bruken. En viktig faktor i så måte er at batteriene ikke må lades for langt ned – dyputlading går ut over levetiden. Det er også slik at hele batteripakka må byttes på en gang, det er ikke mulig å skifte ut bare enkeltbatterier i pakka. Bytter en bare noen batterier, vil de nye batteriene raskt falle ned på samme nivå som de dårligste i anlegget.

Kostnader

Anlegget kostet rundt 150 000 kroner eks mva. Prisen inkluderte alle de teknologiske komponentene og installasjonen av solcellene, men ikke elektriske arbeider i prosjektet. I tillegg kom Kjartans egeninnsats.

Kjartan og Solveig fikk støtte fra Innovasjon Norge til bygging av ammekufjøset. Off-grid anlegget var skrevet inn i samme søknad, og noe av støtten de fikk innvilget var tiltenkt energiløsningen mot at de delte erfaringer med andre gårdbrukere om dette uvanlige energiprosjektet.

Med utgangspunkt i hvor paret ønsket å bygge sitt nye ammekufjøs, er investeringen økonomisk fornuftig. Dersom de skulle koblet seg på strømnettet, ville dette som nevnt ført til en stor kostnad forbundet med selve tilkoblingen (anleggsbidrag), og etter dette ville de hatt de ‘vanlige’ kostnadene forbundet med kjøp av strøm, dvs. nettleie, strømpris og avgifter.

En fossil off-grid løsning var aldri aktuelt

- Det er et stort fokus på klima og miljø i landbruket, og på hva den enkelte gårdbruker kan gjøre basert på egne muligheter. Å skulle investere i en hovedsakelig fossil energiløsning ville være helt feil – dette ville være å gå baklengs inn i fremtida, understreker Kjartan.  

Kjartans tips:

Nøytrale råd: Det kan være verdt å bruke noen kroner på å leie inn nøytral kompetanse i anskaffelsesprosessen for å få hjelp til å vurdere informasjon og tilbud fra leverandører.

Realisme 1: Forsøk å luke ut leverandører som er gode på å prate, men som ikke er gode på gjennomføring.

Realisme 2: Om det virker for godt til å være sant, så er det kanskje det…

Begrense: Ikke overinvester i anlegget - kWh man ikke bruker er dyre kWh. I et off-grid anlegg kan en ikke selge energien til noen andre.