Stig Larsson kursledare.

Att bygga solfångare.
Cirkelstudie
i Medborgarskolans regi.

SOLFÅNGARTYPER OCH TEKNIKER.

All vår energi här på jorden är i grunden solenergi, eller är skapad vid solens bildande för ca 5 miljarder år sedan. Nå, skapad är ju inte rätt ord, eftersom energi inte kan skapas. Jag menar bara att dess ordning (energikvalitet) började sättas då.

Man kan ta tillvara solens energiflöde på många sätt.
Man kan göra det indirekt, genom att elda den ved, som solen ger upphov till. Eller man kan fånga in solenergin direkt, tex med solfångare.
En solfångare kan utformas som en passiv mottagare, tex huset vi bor i, eller en aktiv solfångare, utvecklad enbart för att värma ett medium (vatten, salter, bergarter, olja, luft, eller något annat). Eller det kan vara en mottagare av ljusfotoner, sk PV-celler, (Photo-Voltaic-cells), (solceller), där ljusfotoner kolliderar med en molekyl i ett ämne, som frigör en elektron, som därefter hoppar över till ett annat närliggande ämne, och, Elektricitet är skapad.
En aktiv solfångaranläggning måste alltså ha ett medium(energilagrande ämne), för att överföra energin till lagerplatsen, (eller förbrukningsplatsen).
Energimediet kan vara luft, vatten, elektrisk ström eller något annat.

Man skiljer alltså på elektriska solceller, luftburna eller vätskeburna solfångare, eller vad man nu har för medium.

Man utvecklar även andra energimedier, såsom kemiska energilager, (tex etanol och rapsolja) och lagring av kinetisk(rörelse)-energi, tryckluft, mm.

1000 liter, (1 m3) Vatten kan lagra 1170 Wh energi per C grad. 1000 liter luft kan lagra 0,3 Wh energi per C grad. Detta gör att en luftburen solfångare måste ha en stor, stark fläktmotor för att kunna överföra solenergin, vilket är en nackdel. Luft har fördelar också. Det fryser inte, kokar inte, läckage ger inga fuktskador mm.

VERKNINGSGRAD.
Hur mycket av solens energi kan vi tillvarata?
Plana elektriska solceller kan tillvarata 5 - 15% av solenergin,
pga att dom bara kan ta emot ett eller två våglängdsområden( av färgspektrat). Man utvecklar värmetåliga celler, alternativt kyler med vattenburen värme och utnyttjar reflektorer för att öka utbytet.
Luftburna(termiska) solfångare lite mer, 15 - 30%,
och vätskeburna ca 30 - 50%.
En koncentrerande solföljare upp till 70%.

I det sammanhanget är det värt att nämna att redan på 1860-talet hade John Eriksson fungerande maskiner på över 30 hk, drivna av solenergi via en koncentrerande reflektor, både med vatten och luft som medium.

DEN HÄR KURSEN SKA BEHANDLA VÄTSKEBURNA (TERMISKA) SOLFÅNGARE.
Vätskeburna termiska(värmeupptagande) solfångare.
Tre typer utvecklas:
1. Lågtemperatursolfångare. den plana termiska solfångaren är den vi vanligen ser, när vi talar om solfångare, den försöker fånga in och låsa fast värmestrålningen på så stora ytor som möjligt.
Den stora ytan gör att de blir svåra att isolera effektivt, men de är fast monterade och klarar stormar bra, och kan ge energi även vid mulet väder.
Ger temperaturer kring 100 grader. Dessa kommer att utgöra huvuddelen av alla installationer åtskilliga år framåt.

2. Högtemperatursolfångare.
Reflekterande (koncentrerande) solfångare fungerar som ett brännglas. Dessa måste följa solens bana över himlen för att fungera, men kan bli upp till 300 grader varma. Problemet med dessa är att deras föregångare inte har klarat stormar och snötyngder, utan kollapsat.
En variant är cylindriska paraboler, tex MARECO och BORÖ, vilka ofta är fast monterade i solens ungefärliga höjdläge, och alltså inte följer solen till 100 %, men ändå ger ganska hög temperatur och klarar stormar och snö bättre.
Jag tror att dessa har dom bästa utvecklingsmöjligheterna, eftersom dom kombinerar lågt pris med låga förluster, och hyfsat energiintag.

3. Vaccumsolfångare. Dessa är fast monterade, och fungerar som en genomskinlig thermosflaska. De är sköra, och behöver en stabil ram att hängas upp i. De kan också bli 300 gr och räknas till högtempsolf. Priset för dessa behöver dock sänkas avsevärt.

Ett viktigt genombrott skedde 1998 med ett förbättrat glas, samt ett billigare absorberande (värmeupptagande) material till samtliga ovanstående typer.

Elektrisk energi (ångturbiner)
En firma i Kalifornien "LUZ International ltd" har gjort en kombination av 2 o 3 och fått upp temperaturen till 450 grader, vilket gjort att de kunnat driva en ångturbin och elgenerator direkt med solvärme, och med lönsamhet.

Solar towers, dvs ångtorn omgivna av en massa solspeglar, vilka riktas mot tornet är en annan variant på högtempsolfångare, men det är ett komplicerat system för styrning av speglarna, och finns bara som testanläggningar.

Elektriska solceller är tills vidare för ineffektiva och för dyra för att användas som värmekällor, men utveckling pågår. Som energikälla till belysning, radio-Tv, på avlägsna platser mm, och för den inbitne kan det vara ett bra alternativ.
Tillgång till råmaterial är ett stort problem för tillverkarna av solceller(Pv-celler), trots att kisel tillhör jordens rikligast förekommande ämnen, finns det inte i den halvrenade form som passar för solceller. Man får istället använda det kasserade material elektronikindustrin tillhandahåller.

Uppdaterad 2003-03-07