Solvarme – Energi for framtiden

I naturfag for Vg1er et av punktene i læreplanen Energi for framtiden. Mange klasser har nå vært innom verkstedet for å se på solfangere. De får litt informasjon om oppbygging og virkemåte for solfangere, om vannbåren varme, om passivhus og om framtidas krav om å redusere energiforbruket.

Hyggelig at så mange viser interesse for det vi driver med.

Nå blir det endelig SOLVARME dager på Tiller!

I dag ble de siste rørene lagt, anlegget fylt med vann og testkjørt. Det var ikke veldig mye sol men vi så at det virket. Nå gjestår en del arbeid med å plassere temperaturfølere for å kunne styre automatisk start og stopp av pumpe, samt logge temperaturer.

1904201202019042012019

De tre solfangerne som Vg1 fordypning rørfag har laget er satt sammen til en enhet. Det samlede arealet er 3,4 kvadratmeter og rørsløyfen er tilsammen 25 meter. Den er plassert rett mot sør med en vinkel på 54 grader, som skal være det optimale for Midt-Norge.

Besøk på opplæringskontoret for rørfag – ORIT

Denne uka var fordypningsgruppa i rørleggerfaget på besøk hos ORIT- Opplæringskontoret for rørfag i Trøndelag. Tor Oddvar Eggen viste oss kummen med borehullene som forsyner varmepumpen med jordvarme, forklarte det tekniske anlegget inne og vi så på prøvestasjonen for lærlinger/svenneprøver. Vi avsluttet i auditoriet med å vise bilder og video fra solfanger-produksjon på skolen og litt om prinsippene. Tor Oddvar gav oss en gjennomgang av E-læringa som benyttes for lærlingene i rørleggerfaget.

Takk for oss!

Hvorfor solvarme

Solfangere

Solfangeren fanger solenergi i form av varme, mens et solcelle panel konverterer solenergi til elektrisk energi. Solcellepaneler har en virkningsgrad på ca. 12-15%, mens de mest effektive vakuumsolfangerne har en virkningsgrad på 95%.

Hvorfor satse på solvarme?

Globalt sett er solinnstrålingen enorm. Flere tusen ganger større enn hva vi mennesker kan forbruke. Selv i Norge er solinnstrålingen i løpet av et år 15000 ganger større enn den energimengden vi bruker. I form av passiv solvarme, altså den solvarmen som slipper gjennom vinduer, tilføres den norske bygningsmassen ca 10-15% av vårt oppvarmingsbehov.

Solinnstrålingen i Norge utgjør ca 30-50% av solinnstråling ved ekvator. Innstrålingen varierer med årstidene og tid på døgnet. Det ligger derfor spesielle utfordringer i hvordan vi kan nyttegjøre oss denne energien.

Nye forskrifter stiller strenge krav til at energiforbruket i boliger skal reduseres ved hjelp av bedre isolering, bedre tetting og gjenvinning av varme. I tillegg skal 40% av boligens energibehov dekkes av fornybare energikilder som:

  • Biobrensel
  • Solvarme
  • Varmepumpe
  • Fjernvarme

Disse kravene utløser behov for enklere vannbårne varmeanlegg.

Det totale energibehovet i en bolig skal ned fra ca. 225kWh/m2 pr. år til ca. 100 kWh/m2 pr. år i et såkalt lavenergihus, og helt ned til ca. 50 kWh/m2 pr. år i et passivhus. Som vi ser er varmtvannsbehovet og el-forbruket til maskiner og belysning konstant (med unntak av for passivhus), men oppvarmingsbehovet reduseres til det halve. De nye energikravene gjør at energien som går med til oppvarming av forbruksvann utgjør 50 – 60% av det totale energiforbruket, mens romoppvarmingen utgjør 20 – 30% i et lavenergihus. Dette gjør at solvarmeanlegg dekker 25% av boligens totale energibehov.

Maksimal innstråling utgjør fra 600 kWh/m2 i Nord-Norge til 1000 kWh/m2 på Sør- og Østlandet. På en skyfri sommerdag kan energien komme opp i så mye som 8,5 kWh/m2 solfanger.

Et solenergianlegg består av:

  • Solfanger
  • Styringsenhet
  • Lagringstank
  • Vannbåret varmeanlegg
  • Tilleggsenergikilde

Solfangere er paneler med væskefylte rør som absorberer varme fra sola. Den oppvarmede væsken varmer indirekte opp vann til forbruk og/eller oppvarming. Væsken sirkulerer i anlegget ved hjelp av en pumpe. Det finnes flere typer systemer på markedet. De fleste systemer har, i tillegg til rør, enten absorbatorplater eller speil som henholdsvis absorberer og reflekterer solvarme.

Solfangere fanger i likhet med solceller solas stråler. Forskjellen er at et solceller omdanner solstrålene til elektristet mens en solfanger varmer opp vann. Det finnes tre hovedtyper solfangere:

  •  Paneler med horisontale sløyfer eller vertikale rør fylt med en blanding av vann og glykol for å forhindre at anlegget fryser. Pumpen starter og stopper automatisk ved varmebehov eller når det ikke er tilstrekkelig solvarme til at det har noen nytte.
  • Paneler hvor horisontale sløyfer ligger med fall og oppvarmet vann ledes til en åpen/ikke trykksatt beholder. Når pumpen stanser renner alt vann tilbake til beholderen.
  • Vakumsolfangere. Disse består av et rør med væske omsluttet av et tett glassrør. Disse har større virkningsgrad, men er betydelig dyrere. Fordelen med vakumrør er at varmetapet reduseres med 30% i forhold til flatpaneler. Vakuumrør består som regel av glassrør som er tømt for luft og hvor vakuumet fungerer som isolering. Noe som gir et svært lavt energitap. Utformingen har også en del å si ved lav solinnstråling vår og høst i forhold til plane solfangere.

Solfangere gir en effekt på mellom 300 – 500 W/m2 solfangerflate. For en enebolig er det nok med 4 – 6m2 for oppvarming av tappevann. Dette dekker da halve energibehovet til oppvarming av tappevann. (varmt vann til husholdning)

Fordeler med solvarme:

  • Solfangere har høy virkningsgrad og omdanner 50-80% av solstrålingen til varme
  • Vanlig temperatur er 50 – 85 grader
  • Enkel installasjon og betjeneing
  • Automatisk drift og lite vedlikehold

Systemet vi har valgt denne gang er type 1. Solfangere med horisontale sløyfer. Vi lager tre solfangere og kobler disse sammen. Størrelsen vil bli 1,5×2,25 meter med ca. 20 meter 15 mm kobberrør. Over rørene ligger absorbatorplater. Vi har laget disse selv. Det ble stål på den første, men vi valgte aluminium senere på grunn av bedre varmeledningsevne.

At vi lager flere små enn et stort er det flere grunner til. Å lage flere vil si at vi gjør oss erfaringer underveis, at flere kan aktivt delta i å produsere disse, og dels på grunn av vekten. Vi benytter kryssfiner og tung isolasjon, noe som gjør at hvert panel får en høy egenvekt.