cTc FerroFil AS og Brdr. Dahl AS Knut Olav Knudsen Thore Sydtangen

Solenergi; Hvilke utnyttelsesmuligheter? Hva er forskjellen på angitt effekt og energi Hvor kraftig er innstrålings effekten på jorden W/m², og hvilke utstyr skal benyttes for å fange denne energien (kWh). Energiopptak i akkumuleringstanken i kWh Dimensjonering av varme- varmtvanns- behov samt solfanger.

Hva er forskjellen på angitt effekt og energi ?

Hva er forskjellen mellom effekt og energi Effekt er en øyeblikksverdi som måles i Watt. 1000W = 1 kW 1 000 000W =1MW ( 1000 ovner) 1000 000 000W =1 GW(1 000 000 kW) Energi er effekt målt over tidsenhet. 1000W ytelse over 1 time = 1 kWh 1 kW ytelse over 10 timer = 10 kWh 1000 W

Hvor kraftig er innstrålings effekten på jorden W/m², og hvilke utstyr skal benyttes for å fange denne energien (kWh).

Sola Diameter 1,39 millioner km 149,6 millioner km fra Jorda Overflatetemperatur er 5800 °C Befolkning 0 ?

Jorden Diameter 12.756 km Gjennomsnittelig temperatur ca. 22 °C Befolkning ca. 6.679.493.900

Innstråling av varme i Sør Norge Sola Total stråling Reflekteres i overgangen til atmosfæren Absorberes i atmosfæren Absorberes i kollektor Tap i kollektor Tap i distribusjon til bruker Varme levert ut på anlegget Bakken

Solens strålevarme på jorden i W / m2

Hvordan påvirker været sol innstrålingen Fin sommerdag Lett skyet Overskyet Skyet vinterdag

Daglig innstråling på en horisontal flate Wh/m²/dag Landbruks meteorologisk tjeneste under siden til Bio forsk. www.bioforsk.no

Måling av sol innstråling i W / m² på Årnes Måleinstrumentet ” Solar Impact Sensor” er passert på solfangeren med vinkel 45 °mot syd. Denne registrerer innstråling i W/m², og informasjonen registreres i vår datasystem. Gjennom perioden fra 29. April til i dag er denne målingen registrert, og kan dokumenteres.

Innstråling av effekt i vårt solarsystem på Årnes Gj.snitt innstr. w/m² 178 693 Wh/m²pr Juni : 30 dager = 5956 Wh= ca 6 kWh/m²/dag.

Sol innståling på forskjellige steder i Norge   Tabellen viser innstråling på panel oppsatt med oppgitt vinkel pekende rett syd i kWh/m2/dag. Tallene har bakgrunn i 10 års statistisk innsamlet materiale. Panel-vinkel Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Snitt Oslo 54,3° 2,21 2,82 3,63 4,74 6,07 6 5,88 4,85 4,22 3,06 2,03 * 4,14 Bergen 51,6° 1,46 1,98 3,07 4,79 5,82 6,13 5,41 4,45 3,42 2,63 3,91 Stavanger 53° 1,75 3,03 3,78 5,39 6,2 6,24 5,8 4,92 4,46 3,17 2,27 4,27 Kristiansand 52° 1,99 3 4,02 5,43 6,52 6,68 6,31 5,42 4,75 3,43 2,38 4,54 Trondheim 54,5° 2,06 3,16 4,94 5,76 5,53 5,04 4,28 3,44 2,93 2,16 3,93 Lofoten 56,4° 3,58 4,97 5,49 4,91 5 2,34 Tromsø 59,6° 2,97 5,13 5,95 4,68 4,89 3,96 4,07 Hammerfest 60,2° 2,22 3,45 4,86 5,27 5,3 5,22 3,98 2,66 4,33 4 stk vakuumsolfangere med 2,4m2 effektiv flate pr stk, og en total effektivitet på 0.71, vil ut fra dette kunne gi et bidrag på noe over 10 000 kWh pr år i Kristiansand og i overkant av 8000 kWh pr år i Hammerfest..

Vakuum - rør solarpanel I februar 2007 var temperaturen ute -6°C, klar sol fylt vinterdag. Vi målte + 98 °C på probe etter 3 minutter Vakuum rør sies å være den mest effektive absorpsjons mottaker. Ifølge brosjyre vil over 92% av sol intensiteten absorberes av vakuum rørene. For oss er det viktig å lage et så godt distribusjonssystem av denne energien som mulig. Probene monteres enkelt inn i en distribusjon kanal på toppen av panelet. Fangeren kan monteres både på vegg og tak. Over vinteren 2008 har vakuumrør fangeren vist gode egenskaper under snøfall. I April var rørene tildekket og hvite av rim. Vi mottok likevel temperaturer på 50°C ned til akkumulator.

Vakuum- rør montert på tak

Plan Solfanger innløp dekkplate utløp Rør festet til absorbator

Energiopptak i akkumuleringstanken i kWh

Systemet med akkumulator og automatikk

Styringsautomatikk er viktig for virkningsgraden Virkningsgraden er avhengig av ∆T mellom sol kollektor og omgivelsene. Tapet til omgivelsene på vakuum rør varierer fra 8-12%. Flat panel har noe høyere tap. cTc Solarautomatikk har regulerings- muligheter både på ∆T tur / retur og sirkuleringsmengde. Solarautomatikken innreguleres til maks pumpemengde i forhold til kollektorflate, og regulerer mengden ned i gråvær får å holde ønsket ∆T på så høyt nivå som mulig. Optimalisering med styrings -automatikken samt ventilstyring av høy-/lav- temperert veske fra kollektor er absolutt nødvendig for å oppnå 70- 80 % av innstrålt effekt. Høytemperert veske er konsentrert energi som vi slipper å etterhetes med energi fra for eksempel elektrisitet.

Virkningsgrad av vår vakuum - solfanger på 2,83 m² Gj.snitt mottak 10,16kWh/dag Virkningsgrad = Mottatt kWh i akkumulator : Innstrålt kWh; 10,16 kWh/dag: (6 kWh/ m²/dag x2,83) = 0,5983 59,83 %

Forbedringspotensialet ved vår teststasjon er stor I testrommet er alle rør føringer uisolert, og tapet til omgivelsene er store. Til høyre den nye cTc solarautomatikk, som nå er installert, og i drift. Dette gir forbedings – potensial med pumpestyring og kontroll av ∆ t mellom tur/retur fra sol fanger

cTc Solarautomatikk ASC Stabil festeanordning for vegg. Sikkerhetsventil og manometer samt eksp.kar anslutning. Termometre tur/retur kollektor Sirkulasjonspumpe Elektronisk styring Isolert kontroll- / automatikk- skap.

Behovet for varmtvann og rom oppvarming igjennom året.

Antatt energiforbruk i en familie på 4 , og 200 m² boligflate Behov Døgn behov Års behov Apr. - Okt. Potensial for sol opp- Varming Apr. – Okt. Behov for etterheting med annen kilde. Andel av års - behov fra Solenergi Perioden Apr. –Okt. i ( ) Varmtvannsbehov ( omregnet i vann á 40°C ved 5°C kV.) 380 l 15,5 kWh 138700 l 5650 kWh 69350 l 2825 kWh ca. 2365kWh ca. 460 kWh 41,8 % ( 83,7 %) Vaskemaskin Oppvaskmaskin Komfyr Lys 21,9 kWh 8000 kWh 4000 kWh Varmebehov Gjennomsnitt 57,5 kWh 21000 kWh 4500 kWh ca.4000 kWh Ca. 500 kWh 19,0 % (88,9%) Totalbehov 34650 kWh 11325 kWh ca.6365 kWh ca.960 kWh 18,4 % ( 56,2 %)

TEK 07 § 8 – 22 Energiforsyning Bygning skal prosjekteres og utføres slik at en vesentlig del av varmebehovet kan dekkes med annen energiforsyning enn elektrisitet og/eller fossile brensler hos sluttbruker. Veiledning til TEK: Vesentlig = minst 40 %

Konklusjon Fra April til Oktober kan vi effektivt utnytte solenergien. Innstråling 1000 W/m² på en klar solrik dag. Ca 70 - 80 % kan fanges opp i akkumulator, men dette avhenger også i stor grad på automatikken / styringen av prosessen. Det finnes to typer mottakere:Plan solfanger og Vakuum rør fangere. Vakuum fangerne er de mest effektive, men også de dyreste i anskaffelse. Nesten alt behov for varmtvann - og varme- produksjon ( April –Oktober) kan produseres med solfangere. Et solfanger anlegg må dimensjoneres og tilpasses brukers behov. Dette er viktig for å oppnå optimale funksjoner. Selv om varmebehovet er størst i perioden November til Mars, vil det likevel være perioden April til Oktober som danner grunnlaget for dimensjoneringen.