Solfångare

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Ej att förväxlas med solpaneler/solceller, vilka omvandlar solljus till el.
Plana solfångare infällda i tegeltak

Solfångare är byggda för att koncentrerat ta emot solinstrålningens värme och utnyttja den till uppvärmning av anläggningar av olika slag, i huvudsak hus, tappvarmvatten och pooler. Genom solfångaren passerar ett lämpligt medium, vanligtvis en vattenbaserad vätska, som för värmen vidare. Vanligen förs den uppvämda vätskan i första hand till något slags lagringsutrymme, direkt eller indirekt, via värmeväxlare. I de flesta fall rör det sig om så kallade ackumulatortankar. Det förekommer också solfångare som använder luft istället för vätska. Dessa används oftast i fritidshus där dessa system kan kombineras med ventilation och därmed driva ut kyla och fukt vid solskensdagar även när huset står tomt.

Genom att använda vätska kan värmen lättare lagras än när luft används. Detta gör att vätskebaserade system kommit att få större genomslagskraft. Värmen magasineras i ackumulatortankar till solfattiga dagar och kan på så sätt utnyttjas bättre framförallt under sommarhalvåret. Svårare är det att lagra värmeöverskott från den varma delen av året till vintern. Det förekommer försök med långtidslagring av värmeenergin i välisolerade värmemagasin men detta är hittills mycket ovanligt.[1][2] Att låta solfångarna arbeta mot ett bergvärmehål är något som diskuteras och där studier har gjorts.[3] Slutsatserna är hittills att detta inte är så verksamt.

Olika typer av vätskebaserade solfångare[redigera | redigera wikitext]

Plana solfångare, vakuumsolfångare samt koncentrerande solfångare är de olika typer som finns, vanligast är plana solfångare. Det finns även solfångare för pool samt så kallade heliostatanläggningar för produktion av el (termiskt solkraftverk).

Poolsolfångare[redigera | redigera wikitext]

I sin enklaste form är en poolsolfångare en svart slang. Isolationen är inte den bästa naturligtvis, men ger mer effekt än man kan tro. Ett enkelt och billigt sätt att få upp temperaturen i badpoolen eller för varmvattnet i sommarstugan.

Plan solfångare[redigera | redigera wikitext]

En plan solfångare består av en hel absorbatorplåt som på baksidan är försedd med en rörslinga för värmebäraren (glykol/vatten). Hela absorbatorpaketet sitter i en välisolerad låda med en glasskiva framtill. Lådan kan monteras direkt på takets ströläkt och ersätter därmed tegelpannorna på samma yta. Isolationsförmågan hos en plan solfångare som kan monteras integrerat i taket blir betydligt bättre än för fristående konstruktioner. Den plana solfångaren fångar upp all infallande strålning mot panelen medan till exempel vakuumrörssolfångarpaneler har ett glapp mellan vakuumrören där solinstrålning går förlorad. Dagg, snö och frost avdunstar snabbt från en plan solfångare genom att glaset värms upp underifrån. Så kallade full-plate absorbatorer har en enda hel absorbatoryta vänd mot solen och kan läggas kant i kant och utnyttjar därmed maximal del av den infallande strålningen per takyta. Den plana solfångaren får därmed en lägre arbetstemperatur per ytenhet på absorbatorn/värmeväxlaren och är inte beroende av upparbetat vakuum för att fungera. Detta ger en avsevärt längre livslängd för plana solfångare jämfört med vakuumberoende konstruktioner av likvärdigt tillverkningsmaterial..

Vakuumrörsolfångare[redigera | redigera wikitext]

Vakuumrörsolfångare

En vakuumrörsolfångare består av ett antal vakuumrör. Vakuumrören är utformade som en termosflaska, dvs det är två rör med vakuum mellan. Det yttre röret är transparent och det inre är själva absorbatorn. I centrum av det inre röret blir luften oerhört varm. Det är här man plockar ut energin. Det finns i huvudsak två sätt att transportera ut värmen på;

1. U-rör: Ett kopparrör går ner i vakuumröret och vänder i ett U. I kopparröret cirkulerar en värmebärare (glykolblandning) som kyler luften i vakuumröret och transporterar bort värmen till exempelvis en ackumulatortank.

2. Heat-Pipe: En kopparpistong innehållande en vätska förs ner i vakuumröret. Toppen på pistongen förs in i en värmeväxlare. När värmen stiger i vakuumröret förångas vätskan i pistongen och stiger uppåt tills den når värmeväxlaren. Då kyls den av och kondenseras och rinner tillbaks ner i pistongen för att åter hettas upp. En solfångare med heat-pipe måste därför monteras lutande. Värmen förs vidare från värmeväxlaren till exempelvis en ackumulatortank.

Vakuumrörets stagnationstemperatur, dvs när det får stå i fullt solsken och utan värmeavledning, blir mycket hög: 230-250 grader Celsius. Ca 80% av solinstrålningen mot röret kan plockas ut i centrum.

Verkningsgraden hos alla typer av solfångare påverkas negativt av hur mycket lägre temperaturen är i omgivningen jämfört med solfångarens temperatur. Hur verkningsgraden avtar beror delvis på solfångarens isolation. En svart slang är mycket dåligt isolerad och en stor del av energin försvinner ut i rymden, en plan är bättre, men vakuumröret, räknat på aktiv yta, är hittills bäst i jämförelsen. Vakuumrörets goda isolationsförmåga de första åren innebär att verkningsgraden blir i klass med en plan solfångare trots att den belysta ytan är mindre räknat på byggytan på taket. Samtidigt innebär detta att vakuumröret är kallt på ytan och därmed inte "frostar av sig" som andra konstruktioner vilket är viktigt i norden.[4]

Sommartid, med full solinstrålning, är det mindre skillnad i verkningsgrad mellan de olika typerna av solfångare. Till och med en svart slang är rätt så konkurrenskraftig, inte minst prismässigt!

Skillnaderna i prestanda mellan U-rör, Heatpipe och plana solfångare är inte generellt mätbara räknat på årsutbyte. Det är större skillnad mellan olika fabrikat än mellan de olika typerna.

Solfångare går att hänga direkt på en vägg där den vintertid håller sig snöfri och kan fånga upp vinterns låga sol. Fäster man solfångaren med gångjärn kan man ändra vinkeln efter årstiderna -vinter 80˚, sommar 30˚ och vår/höst 60˚ relativt markplanet.

Det finns några producenter som tillverkar vakuumrör som med ett slutet system kan monteras 360 grader. Dvs även på plattak och på en fasad. Då kan de integreras i arkitekturen på ett mer spännande sätt utan att tappa verkningsgrad då rören kan justeras individuellt i bästa position mot solen.

Koncentrerande solfångare[redigera | redigera wikitext]

Solfångarens effektivitet kan ökas med reflektorer som samlar ljuset. Med solföljning och reflektorer kan en solfångare leverera mångdubbelt mer energi än en vanlig plan installation, men den tar mer plats och blir dyrare. En fördel med dessa är att de samtidigt kan producera elström. Sverige har en lång forskningstradition på koncentrerande solvärmesystem.[5]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-164647
  2. ^ http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/147418.pdf
  3. ^ http://www.lu.se/o.o.i.s?id=1383&visa=pm&pm_id=1264
  4. ^ SP, -en jämförelse mellan typer av solfångare.
  5. ^ Miljöforskning 5-6/2006