Dagens solstrålehistorie. lehistorie eller! Hvordan virker solvarme? Hvor stort skal anlægget være? v Hvad koster det? Hvad kan der spares?

Transkript

1 Peter Larsen Energitjenesten Nordjylland Dagens solstrålehistorie lehistorie eller! Hvordan virker solvarme? Hvor stort skal anlægget være? v Hvad koster det? Hvad kan der spares?

2 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv Solvarmeanlæg af den type vi kender i dag stammer fra begyndelsen af forrige århundrede. Første anlæg opført i 1908 i Israel. I 30 erne Japan og USA I andre lande kom der først gang i udviklingen i forbindelse med energikriserne i 1970 erne.

3 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv I Nordeuropa var Danmark tidligt fremme med tilskud til solvarmeanlæg, som blev indført i 1979, men også i andre lande havde man i begyndelsen af 1980 erne forskellige støtteordninger I Danmark støtteordningen indtil 2002 Israel indførte lovligt påbud om solvarme i 1980 Kina har de seneste årtier udbygget en meget stor solvarmeindustri, som giver dem førertrøjen på solvarmemarkedet

4 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv Solvarmeanlæg af den type vi kender i dag stammer fra begyndelsen af forrige århundrede I Nordeuropa var Danmark tidligt fremme med tilskud til solvarmeanlæg, som blev indført i 1979, men også i andre lande havde man i begyndelsen af 1980 erne forskellige støtteordninger I Danmark støtteordningen indtil 2002 Israel indførte lovligt påbud om solvarme i 1980

5 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv I Danmark startede udnyttelsen af solvarme i 1972/73. Først som eksperimenter blandt græsrødder Danmarks Tekniske Højskole blev der udviklet et solvarmeanlæg på 40 m2 til nulenergihuset (indviet 1974) De første produktionsvirksomheder så dagens lys. Arcon Solvarme blev stiftet i 1974

6 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv I 1979 indførtes et statstilskud til solvarmeanlæg på 30 % af omkostningerne til godkendte anlæg 1990 blev tilskuddet omlagt til at følge den beregnede ydelse. Dette medførte konkurrence om udvikling af effektive solvarmeanlæg 1997 blev tilskuddet reduceret i størrelse 2001 ophørte det helt

7 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv I Energiplan 81 (fra 1981) nævnes, at der med en særlig indsats vil kunne være installeret solvarmeanlæg i år 2000 I Energi 2000 fra 1990 indgår solvarmeanlæg kun i begrænset omfang i de beskrevne udviklingsforløb. Der er dog skitseret et miljøforløb, der omfatter solvarmepligt fra 1995 i nye huse samt udbygning med solvarme i fjernvarmeområder I Energi 21 (1996) er anført, at solvarmeanlæg er en af de metoder hvormed den enkelte husstand kan bidrage til at reducere CO2 udledningen. Man regner med at afsætningen i løbet af en kort årrække vil blive fordoblet fra 2500 om året til 5000 anlæg I regeringens oplæg til Energistrategi 2025 fra 2006 er solvarme ikke nævnt, men det er anført at regeringen ønsker, at en udbygning med vedvarende energi sker på markedsvilkår (oplægget er ikke vedtaget af folketinget)

8 Solvarmeudnyttelse i historisk perspektiv I regeringens oplæg af januar 2008: En visionær energipolitik sætte der en målsætning for udbygning med vedvarende energi på 30% og der indikeres et ønske om at fordoble de offentlige midler til forskning og udvikling på energiteknologiområdet

9 Det skønnes at der i alt er installeret godt solvarmeanlæg / m² solfangere i Danmark ved udgangen af Det skal bemærkes at der siden 2002 ikke er nogen officielle tal for solvarmemarkedet i Danmark.

10 En solstrålehistorie I Danmark er det årlige solindfald ca kwh/m² på en sydvendt flade med 45 hældning. Et solvarmeanlæg udnytter typisk kwh/m²

11 Solvarme Fordele Gratis energi Pris garanti CO 2 -neutralt Stopper oftest andet forbrug om sommeren Grøn profil Nedsætter energirammen ved nybyggeri Ulemper Stor investering Kun supplement Besparelse afhængig af forbrug og adfærd Afhængig af fangernes placering Solfangere ikke arkitektonisk acceptable. Øget elforbrug

12 Arcon solfangere med polycarbonat på 10 m2 Gode drifterfaringer over 25 år i Danmark De fleste anlæg er primært til brugsvand Solvarme yder mest om sommeren Pladskrav til en lagertank/varmtvandsbeholder Kan dække op til 33% af et ældre hus energiforbrug Noget varierende installationspriser Jo dyre energi bliver, jo større fordel har solvarme

13 Familie på jagt efter solvarme

14 Det er mandag - telefonen ringer Familie med 2 voksne og 2 børn De ønsker solvarme Huset bruger årligt kwh 1: Hvor stort skal anlægget være? 2: Hvordan virker solvarme? 3: Hvad koster det? 4: Hvad kan de spare?

15 Solfanger 1-1 1/2 m2 solfanger pr. person (50 liter dagligt forbrug af varmt vand). Lagertank liter pr. m2 solfanger. Supplement af rumopvarmning 4 6 m2. solfanger areal ekstra. Kræver huset rumvarme om sommeren kan anlægget godt gøres endnu større. Solvarme er meget velegnet sammen med gulvvarme.

16 Solfangeren Den mest almindelige solfangertype i Danmark er den plane solfanger med dæklag I Danmark har typen været anvendt siden de første forsøg med solvarme, og er gradvist blevet udviklet til den effektive og pålidelige type, som vi kender i dag Vakuumrørsolfangere vil fremover vinde mere og mere frem Kina har i dag en andel på 75% af verdens solvarmemarked. I Kina er disse solfangere billigere og bedre rent ydelsesmæssigt end plane solfangere, hvorfor de i dag har en andel på 90% af det store kinesiske marked..

17 Solfangeren Koncentrerende solfangere Solfangere koncentrerer hovedsageligt den direkte solstråling og har derfor mindst potentiale i de klimaer, hvor en væsentlig del af solindfaldet findes som diffus stråling, således som det er tilfældet i Danmark Luftsolvarme Ulemper: Ventilatoren bruger mere energi end vandpumpen Ventilationskanalerne fylder mere end gulv- og radiatorrør Fordele: Ingen kognings- eller fryseproblemer i solfangeren

18 Solfangeren Solfangeren omdanner solens energi til varme. Omdannelsen til varme sker i absorberen, som består af kobberrør, hvor der er klemt en kobber eller aluminiumsplade om Absorberen er behandlet med en selektiv overflade, som udsender så lidt varmestråling som muligt. Eksempelvis sort krom, som er galvanisk påført, eller en blålig TiNOX belægningen, som fremstilles ved en elektronik proces Tinox har bedre optiske egenskaber end sort krom

19 Solfangeren Solfangerkassen bærer solfangerens dæklag, som i danske typer enten er af glas eller af polycarbonat Solfangerens ydelse er afhængig af dæklagets transmittans Jernfrit glas er bedre end polycarbonat Bedst er når glasset er antirefleksiv behandlet (5-20%)

20 Hvordan virker solfangeren?

21 Solfangeren Vakuumrørsolfangeren er opbygget af glasrør, som er tømt for luft. Vakuumet benyttes til at opnå et formindsket varmetab. Nogle af de første vakuumrørsolfangere blev fremstillet af Philips, og var på markedet samtidigt med de første plane solfangere i 70 erne. I Europa fremstilles der vakuumrørsolfangere i Storbritannien af firmaet Thermomax. De importeres i Danmark af firmaet Thermosol.

22 Vakuumsolfanger Solfanger med en særdeles høj ydeevne og god isolering. Yder 8 30 % mere end pladesolfangere Holdbarhed ringere end pladesolfangeren Pga. manifold er prisen højere

23 U-rørs-solfanger Solvarmevæsken pumpes gennem et kobberrør der går ned i glasrøret fra manifolden, bukker rundt i et U og går op til manifolden igen.. I andre systemer fra Kina løbe væsken direkte ind i glasrørne

24 Jo mere varmt vand, der bruges om dagen når solen skinner, dets mere yder anlægget Glasrørsolfanger Plan solfanger med konvektionsspærre og antirefleksbehandlet glas Solfanger uden dæklag Typisk plan solfanger

25 Data for beregning i Be 06

26 Hvordan virker lagertanken? Lagertanken giver hurtig og sikker opvarmning fra tre varmekilder. Isolering med PUR-skum betyder lille varmetab. I perioder med lidt sol opvarmes brugsvandet med en elpatron, eller en kedel via beholderens øverste spiral. Varmespiral og den indvendige side af beholderen er beskyttet med emalje.

27 Fremtids lagring Der arbejdes med kemiske processer til at lagre varmen. Ved smeltevarmelagre lagres varmen ved faseskiftet mellem fast og fyldende form. Der har især været arbejdet med salthydrater og med paraffin. På BYG.DTU er der de seneste år arbejdet med smeltevarmelagre baseret på natriumacetattrihydrat. Nævnte lager kan underafkøles, hvorved energien kan lagres uden varmetab

28 Den energi der benyttes til at fremstille solvarmeanlæggets komponenter er i Danmark typisk tjent hjem på 1-3 år. Hvordan virker solvarme? Kilde Arcon Solvarme

29

30

31

32 Sol og jordvarme

33

34 Glasrørsolfanger Plan solfanger med konvektionsspærre (teflonfolie) og antirefleksbehandlet glas Typisk plan solfanger Dækningsgrad 60 % Tomgangstab kedel 1000 kwh Brugsvandsanlæg på 5 m 2 5m 2 x420 kwh+1000 kwh= 3100 kwh Årlig besparelse 620 kwh/m 2 Kilde: Varme Ståbi

35 Rumvarme 0,5 1 m 2 per kwh totalforbrug Ydelse kwh/m 2 Pga. overproduktion sommer

36

37 Hvis taget vender mod Syd/øst 420 Kwh/m2*0,95=399 kwh

38 Hvis der er 20 meter mellem solfangere og lagertank 399 Kwh/m 2 *0,93 = 371 kwh/m 2

39 Eksempel på skyggeberegning En solfanger med hældning på 45 grader får skygge fra en modstående tagryg, der strækker sig fra øst til vest. Skyggehøjden er 15 grader. Eksemplet vil betyde en reduktion på sommerydelsen på 7 % og en reduktion af vinterydelsen på 31 %. På årsbasis betyder det en samlet reduktion på 11 % 420 kwh/m 2 *0,11 = ca. 46 kwh/m 2 Beskrevet i datablad 3003, VVS-detaljer, BPS 94

40

41 Hvad koster det? 3 solfanger kr. 1 lagertank 275 liter kr. 1 Styring, pumpeblok mm kr. 1 Varmeveksler kr. 1 Rør, fittings, isolering kr. 10 l. Propylenglycol 500 kr. Montering kr. Pris i alt inkl. moms kr. Der findes en frivillig certificeringsordning for installatører (KSO installatører), som har gennemgået et kursus i installation af solvarmeanlæg. Pris på solvarmeanlæg

42 Familie med 4 personer har et forbrug på kwh, inkl. varmt brugsvand 3520 kwh Hvad kan der spares? 6 m 2 solvarme Brugsvand og rumvarme Før med olie 80% (20.800/8) Nu med olie Varmt brugsvand (65% af 850 kwh*4 pers./8)= 276 l olie Rumvarme 449 kwh*6m 2 /8-276 l olie =60 l olie Sparet tomgangstab sommer 2000 kwh/8 = 250 liter 2600 liter olie 2014 liter olie Årlige brændselsudgifter Før med olie 2600*8 kr. Nu med solvarme 2014*8 kr. Elforbrug og årlig vedligeholdelse Besparelse pr år Investering Simpel tilbagebetalingstid Levetid Regneeksempel kr kr. 600 kr kr kr. 14,1 år år

43 Eksempel Anlæg Forbrug Udgift Års nyttevirkning Besparelse ved solvarme Anlægspris Tilbagebetaling Gl. oliefyr 2600 l olie kr. 80 % kr kr. 14,1 år Nyt oliefyr 2189 l olie kr. 95 % kr kr 22,9 år Fjernvarme kwh kr 100 % kr kr 22,5 år Træpillefyr kg kr 82 % kr kr 25,0 år Jordvarme kun gulvvarme kwh kr 370 % kr kr 48,0 år Jordvarme gulvvarme/ radiatorer kwh kr. 293 % kr kr 38,0 år Fjernvarme 1,05 kr. Huset bruger årligt kwh. Priser: Tjek altid priserne lokalt. Her er der regnet med: Olie 8,00 kr./l. Træpiller 2,25 kr./kg. El 1,65 kr./kwh.

44 Keymark Det europæiske CEN/CENELEC mærke Keymark er et frivilligt kvalitetsmærke udviklet af den europæiske standardiseringsorganisation CEN. Energitjenesten anbefaler at vælge solfangere, som enten er typegodkendte af den danske KSO-ordning eller af den fælles europæiske Solar Keymark-ordning For købere af solvarmeprodukter sikrer Solar Keymark at produktet opfylder de europæiske standarder, hvilket indebærer: Tilfredsstillende kvalitet. Troværdig information om produktets ydelse. Kravene for at opnå evt. offentlige tilskud bliver opfyldt i de fleste EU-lande.

45 Danske solvarme svagheder Minimal offentlig fokus Meget få demonstrationsprojekter og reelle projekter Ingen prøvningsinstans der udfører prøvninger i h.t. Europæisk standard Kvalitetssikringsindsats på vågeblus Ingen tilskudsordning Kun få store danske producenter store producenter på vej ind på det danske marked Minimal markedsføringsindsats Lavt generelt informationsniveau Minimal indsats på uddannelsesområdet generelt såvel som specifikt fra folkeskole, gymnasier, tekniske skoler, arkitekt- og ingeniørskoler, universiteter m.v.

46 Danske solvarme svagheder Manglende interesse fra: Energiforsyningsselskaber - dog stigende pga. energispareaftale Arkitekter, håndværkere, entreprenører - dog stigende pga. nyt bygningsreglement For lille hjemmemarked - dog med opadgående tendens Manglende arkitektonisk integration mangel på gode eksempler

47 Kun handling giver forvandling Den mest vedvarende energi er den energi, der aldrig bliver brugt Tak fordi I lyttede