Solvärme och solkraft. i små villasystem

Transkript

1 Umeå Universitet Institutionen för tillämpad Energilagringsteknik 7.5 hp fysik och elektronik Solvärme och solkraft i små villasystem Erika Pahkala erpa0005@student.umu.se Maria Sundberg masu0054@student.umu.se Emilia Svedberg emsv0003@student.umu.se Handledare Lars Bäckström Åke Fransson

2 Innehållsförteckning Syfte och målsättning... 1 Metod... 1 Resultat... 1 Sammanfattning... 1 Diskussion... 1 Slutsats... 2 Bilaga 1

3 Syfte och målsättning Målsättningen med projektet är att skapa en förståelse för hur solen kan nyttjas som energikälla i små villasystem och projektets syfte är att sammanställa ett kompendie som kan ligga till grund för framtida kursmaterial. Följande frågeställningar ska besvaras: Vilka alternativ finns för att tillvarata solenergi? Vilka lagringsmöjligheter finns för värme och el? Vad är avgörande för val av system? Hur kombineras solenergi med andra system? Metod Genom att insamla kunskap och fakta från olika vetenskapliga dokument skall ett kompendium om solvärme och solkraft i små villasystem sammanställas. Kompendiet ska innehålla beskrivning av systemet och dess fördelar och nackdelar ur både ekonomiskt och miljömässigt perspektiv samt undersöka systemets internationella potential. Resultat Sammanfattning Solenergi kan förse jordens befolkning med både el och värme, för att ta tillvara denna energi används solceller eller solfångare. Då den instrålade effekten från solen är som störst när behovet av el och värme är som minst så är lagring en förutsättning för att solenergisystem skall vara effektiva. Allra vanligast är korttidslagring i ackumulatortank från dag till kväll/natt. Säsongslagring från sommar- till vinterhalvåret gör att solenergisystem kan vara ännu effektivare och täcka en större del av vårt årliga värmebehov. Fakta har sammanställts i ett kompendie som återfinns i bilaga 1. Det beskriver hur tillvaratagande av solenergi går till samt hur den kan lagras på olika sätt. Även miljöoch ekonomiaspekter presenteras, lika så framtida potential, internationellt perspektiv och därtill även för- och nackdelar. Diskussion Frågeställningarna som ställdes i början av arbetet har besvarats på bästa möjliga sätt där vi har försökt att hitta information på olika platser. Vi anser att merparten av våra källor är mycket pålitliga då de till större delen består av böcker. Många av teknikerna som tagits upp i kompendiet är fortfarande i utvecklingsstadiet och därför har det ibland varit svårt att skriva om dem, detta gäller kanske främst en del av lagringsteknikerna. När tekniken ständigt utvecklas inom ett område är det svårt att veta hur pass aktuellt en källa är även om den bara är ett par år gammal. I vissa avsnitt var det svårt att beskriva solenergi ur lagringssynpunkt då det oftast finns mindre fakta om det jämfört med själva solfångaren/solpanelen. Exempel på detta är avsnitten ekonomi och miljö där lagringsperspektiv är sällsynt. 1

4 Slutsats För att få ett så effektivt energisystem som möjligt vid nyttjande av solenergi är lagring en förutsättning då tillgången på energin är som störst då behovet är som minst. I dagsläget är den vanligaste formen av korttidslagring sensibel lagring i ackumulatortank då detta lagringsalternativ är enkelt, effektivt och relativt billigt. Andra lagringstekniker som används i dagsläget men fortfarande är under utveckling är bl.a. saltlager, groplager, vätgaslager, lerlager, batterier, bergrum- och berggrundslager. Dessa nyttjas oftast som säsongslagring. Värme och el från solen kan tillvaratas med hjälp av solfångare och solceller, investeringskostnaden för dessa är stor men i övrigt är det ett billigt system med låg driftkostnad och fri tillgång till sol. Solenergianläggningar har en livslängd på ca 30 år och är ett miljövänligt alternativ. Utsikten för solenergi ser positiv ut och kan bli en stor tillgång i framtiden. 2

5 Bilaga 1 Innehållsförteckning Inledning... 1 Teori... 3 El och värme från solen... 3 Solceller... 3 Solfångare... 3 Olika system... 4 Lagring av solenergi... 5 Lagring av värme från solfångare... 5 Kortsiktig lagring... 5 Säsongslagring... 5 Lagring av el från solceller... 7 Solenergi kombinerat med andra system... 7 Solvärme... 7 Bergvärme/Jordvärme... 7 Vedeldning... 8 Pellets... 8 El... 8 Olja... 8 Sol-el... 8 Val av system... 8 Solenergi nationellt och internationellt... 9 Ekonomi... 9 Miljö Framtida potential Fördelar och nackdelar Referenser... 12

6 Inledning Solen är vår största energikälla och är indirekt ursprung till de flesta av de energikällor vi idag använder oss av för att förse vårt behov av el och värme. Solen driver vattnets kretslopp som ger oss möjlighet att tillverka el med vattenkraft, solen ligger även till grund för att vindar uppkommer där energi kan tas tillvara med ett vindkraftverk. Solens energi finns också lagrad i gröna växter, gas, olja och kol (1). Den direkta instrålade effekten från solen är enorm, TWh når jordytan årligen, av dessa är det endast någon enstaka procent som förbrukas i fotosyntes, vindars uppkomst och vattnets kretslopp. Potentialen för tillvaratagande av direktinstrålad solenergi är därför mycket stor över hela världen (2). Det finns en rad olika metoder för att ta till vara den instrålade effekten i både stor och liten skala. I storskaliga system är det ofta el som produceras i första hand och detta kan ske på lite olika sätt. En variant är att med hjälp av vinklade speglar, så kallade heliostater, koncentrera solstrålarna till toppen på ett solkraftstorn (se figur 1) där energin används till att förånga vatten som driver en ångturbin som i sin tur driver en generator som alstrar elektricitet (3). Figur 1. Ett solkraftstorn som omges av heliostater för att koncentrera solens energi (4). 1

7 Två andra metoder som används är stora fält med solceller som producerar el samt trågformade solfångare (se figur 2) som placeras över stor yta där vätskan i systemet värms till ånga som sedan används för framställning av el i en ångcykel. Figur 2. Illustrerar princip för trågformad solfångare (5). Vad gäller tillvaratagande av solens energi i uppvärmningssyfte används olika former av solfångare där principen är att en cirkulerande fluid värms upp och sedan värmeväxlas mot någon form av värmelager. I småskaliga system används främst plana solfångare och solceller för produktion av värme och el. Skälet till varför dessa används mest frekvent är att de är lätta att installera, platseffektiva och relativt billiga system. Solenergi kan vara väldigt användbart på platser med begränsad infrastruktur med god tillgång till solstrålning t.ex. ödemark och u-länder. Där kan solenergi exempelvis användas till matlagning när tillgång på elektricitet eller bränslen är låg, genom att koncentrera solstrålar med reflekterande material kan vatten kokas (6). Eftersom solenergiproduktion och användningsbehov oftast inte sammanfaller är möjligheten att kunna lagra energi väldigt viktig. Lagring kan ske på flera olika sätt där korttidslagring i ackumulatortank är mest frekvent använt i dagens läge. 2

8 Teori El och värme från solen Solenergi kan omvandlas till el och värme och det finns två olika sätt att tillvarata dessa. Med hjälp av solceller kan el alstras ur solenergin och för att ta tillvara på värmen så används solfångare. Solceller Det finns idag två olika sätt att generera el, antingen med hjälp av solceller (flera sammankopplade solceller kallas solpanel) eller genom termiska solkraftverk (7). Solcellen är uppbyggd av ett halvledarmaterial, t.ex. kisel, som sågas i mycket tunna skivor efter att ämnet renats väl för att höja verkningsgraden. I solcellen genereras en likström av energin i solstrålningen, denna likström uppkommer genom att en spänning mellan baksidan och framsidan av solcellen uppstår när ljuset träffar ovansidan, d.v.s. baksidan får underskott av elektroner medan framsidan får ett elektronöverskott. Kontakter kopplas till varsin sida av cellen och flödet av elektroner kan på så sätt utnyttjas och med hjälp av en växelriktare kan den uppkomna likströmmen ledas in på byggnadens elnät (6). I ett termiskt solkraftverk koncentreras instrålningen till en liten yta med hjälp av speglar för att höja temperaturen så pass mycket att vatten kan övergå till ånga och driva en ångturbin. Turbinen kommer sedan att driva en generator och på så sätt kan elektricitet skapas. Solvärmen kan även driva en stirlingmotor för att producera el i ett termiskt solkraftverk (7). Solfångare När värme från solen skall nyttjas används solfångare där den allra vanligaste är den plana solfångaren. Vanligen består ytterhöljet av t.ex. aluminium eller någon form av plåt och är konstruerad som en mycket välisolerad låda. Denna låda är täckt med ett speciellt glas som släpper igenom mer ljus än vanligt glas pga. dess låga järnhalt. Glaset är ett slags skyddande skikt som förhindrar värmeavgång. Akrylplast går också att använda som täckningsmaterial och i vissa solfångare tar man hjälp av ett extra konvektionshinder i form av en Figur 3. Uppbyggnad av solfångare med täckglas, isolering och konvektionshinder av teflon. (23) teflonplast eller liknande. Under det lagret finns absorbatorerna i solfångaren som tar upp värmen i solljuset och absorbatormattan består oftast av två aluminiumplåtar med ett kopparrör emellan dem. En värmebärare som oftast består av vatten och glykol cirkulerar i ett rör mellan solfångaren och värmelagret med hjälp av en cirkulationspump. Under absorbatormattan är det ett lager med aluminiumfolie eller glasfiberflour som fungerar som en slags damm- och diffusionsspärr. Underst finns solfångarens isolering, figur 3 visar de olika materiallagren i själva solfångaren (6) (8). 3

9 Ett annat alternativ vad gäller solfångare är vakuumsolfångare som bygger på att ett kopparrör med värmebärare placeras i ett glasrör där vakuum råder, vilket har en isolerande funktion. Värmeröret, även kallad absorbator, används för att förånga ett medium vars värme växlas över till en annan värmebärare i solfångarkretsen. Resten av systemet som används när man har vakuumsolfångare är densamma som systemet med plana solfångare (6). Som i fallet med produktion av elektricitet med hjälp av att koncentrera solenergin på en liten yta så kan även värme utvinnas med detta system samtidigt som el framställs, dessa kallas koncentrerade solfångare. Lågtempererade solfångare benämns de solfångare som exempelvis kan användas vid uppvärmning av en pool. Detta system används lämpligen när temperaturkraven inte är så höga (15-35 C) (6). Solfångare och solpaneler bör vara placerade mot söder, i en lutning som varierar beroende på breddgraden och årstid som figur 4 visar (3). En varierbar lutning på solfångaren ökar utbytet, ty instrålningen per kvadratmeter ökar om ytan är vinkelrät mot solstrålarna, men denna konstruktion är ändå mycket ovanlig (8). Det är också viktigt att undvika skuggning av solfångare och solceller. Det finns tre olika monteringsalternativ för villasolfångare, fristående, infällda i takteglet och solfångare monterade ovan taket (6). Figur 4. Skillnad i infallsvinkel beroende på årstid. (24) Olika system Solvärme kan nyttjas genom endast uppvärmning av tappvarmvatten eller genom att kombinera varmvattenuppvärmningen med uppvärmning av byggnaden i ett s.k. kombisolvärmesystem, där det kombinerade systemet är det vanligaste som installeras (9). I ett system som endast värmer tappvarmvatten är det i varmvattenberedarens botten placerad en kamflänsrörvärmeväxlare där solvärmekretsens värme överförs till tappvattnet. Med hjälp av en elpatron eller ett annat värmesystem hålls en komforttemperatur på tappvattnet, vilket betyder att tappvattnet håller tillräckligt hög temperatur även om möjligheten att utnyttja solvärme är dålig. I den undre delen av beredaren kan solvärmen lagras från dygnets soliga timmar till dess att hushållet är i behov av varmvatten (10). I kombisolvärmesystemet kan solvärmen användas till uppvärmning av bostaden samt till att värma upp tappvarmvattnet. Systemet fungerar som så att solvärmen lagras i en ackumulatortank med hjälp av en värmeväxlare i tankens botten. Varmvattnet i tanken kan sedan nyttjas till uppvärmning genom att vattnet får cirkulera i radiatorer och användas till tappvarmvatten genom värmeväxling. Även i kombisolvärmesystem används en elpatron eller annat värmesystem i tankens övre del för att säkerställa att temperaturen alltid är så pass hög att vattnet går att använda till båda uppvärmning och tappvatten (10). Det går att kombinera solpaneler och solfångare för att utvinna både el och värme ur solenergi. Dessa system som beskrivits kan även kombineras med ett annat värmesystem t.ex. en vedpanna som också kopplas till ackumulatortanken som visas i figur 5. Läs mer om detta på sidan 7. 4

10 Figur 5. En översiktsbild över ett kombisolvärmesystem som även kompletterats med ett annat värmesystem t.ex. en vedpanna. (11) Lagring av solenergi Solens instrålning på en specifik plats går inte att styra över och då behovet av både el och värme i regel är som störst under de perioder då solens instrålning är som minst krävs möjlighet att lagra dessa två energiformer för att utvinning av solenergi ska bli effektiv. Lagring av värme från solfångare Kortsiktig lagring Värmelagring från solfångare i villasystem innefattar oftast ett korttidslager i form av en ackumulatortank. Oftast används vatten som lagringsmedium där den upptagna värmen från solfångaren lagras under perioder då värmebehovet är litet. På sommaren då instrålningen från solen ofta är stor och behovet för uppvärmning av huset är minimalt räcker det vanligtvis med den upptagna värmen från solfångarna för att täcka behovet av tappvarmvatten. Detta leder till att el eller bränslen som krävs för att täcka värmebehovet under vintern inte behöver användas under sommaren (9). Säsongslagring Att kunna lagra solenergi på säsongsbasis från sommar till vinter är också önskvärt på grund av årstidernas olika instrålningsmängd från solen. Principen för sådana system är att den överskottsvärme som finns när ackumulatortanken är laddad överförs till någon form av större värmelager där den då ska kunna lagras under en längre period (6). 5

11 Groplager Ett groplager är ett grunt liggande lager i marken, gropen ligger ofta i marknivå med ett djup på ca 5-10 meter. Gropen är tätad och isolerad för att på bästa sätt kunna bevara värmen. Gropen är fylld med vatten som används som lagringsmedium. Det är möjligt att ha en lagringstemperatur på upp till 95 C i denna typ av lager, densitetsskillnaden mellan det varma och kalla vattnet i lagret ger en skiktning som är gynnsam för bevaring av lagrets exergiinnehåll. Lagringsmetoden liknar en ackumulatortank men idén med att använda sig av en tätat och isolerad grop istället för en ståltank är att minska både investeringskostnader och värmeförluster (6). Lerlager Värme kan lagras i löst lagrade jordarter och sedimentära leror genom att de används som markvärmeväxlare i samband med en värmepump. Genom slangar placerade vertikalt i jordmaterialen kan värme överföras till marken som sedan via värmepumpen kan förädlas till användbar temperatur för uppvärmning, lagret isoleras ofta på ovansidan för att minimera värmeförlusterna. Detta är ett lager avsett att arbeta vid låga temperaturer (25-30 C), arbetstemperaturen i solfångarna kan då hållas nere vilket ger möjlighet att använda enklare och billigare varianter av solfångare, detta gör också att antalet möjliga drifttimmar över året och systemets verkningsgrad ökar. Om lagringen istället sker vid högre temperatur, ca 50 C, kan lagret kopplas direkt till värmesystemet och någon värmepump behövs då inte (6). Saltlager Ett saltlagersystem fungerar så att man med hjälp av en värmekälla torkar salt, energi krävs då för att driva ut vattenånga ur substansen, vattenångan kondenseras sedan och lagras i en annan tank, värmen lagras i det torkade saltet som kemisk energi. När vattenånga åter tillförs det torkade saltet frigörs samma mängd värmeenergi som krävdes vid torkningen. Fördelen med denna form av lager är att det inte är temperaturberoende, när saltet är torkat kan energin lagras i princip hur länge som helst förutsatt att saltet förblir torrt. Dessa system består av en del där trycket hålls mycket lågt eller vid vakuum och en sida med högre tryck (atmosfärstryck). Saltet befinner sig alltid under lågt tryck, vattnet är då lätt att driva ur saltet eftersom det låga trycker gör att vattnets kokpunkt sjunker. Ångan kan sedan passera till sidan med högre tryck där den kondenserar och vattnet kan då lagras i en tank i flytande form vilket är betydligt mer platseffektivt jämfört med att lagra det i gasform. När energi behöver tas från lagret förs vattnet tillbaka till lågtryckssidan där det då åter blir ånga och kan bindas av saltet och värme frigörs. Detta lager passar också bra för korttidslagring av värme (6). Bergrums- och berggrundslager Värmelagring i berg är en bra metod för säsongslagring av solvärme, det kan antingen ske i vattenfyllda tomrum (bergrumslager) eller i själva berget (berggrundslager). I bergrumslager lagras värmen i vatten som fyller rummet, det liknar på sätt och vis groplager men dessa rum är ofta belägna djupare ner i marken och är varken isolerade eller tätade (6). Fördelen med djupliggande lager är att trots att de inte är tätade eller isolerade kan värmeförlusterna hållas nere eftersom genomströmningen av grundvatten och påverkan av temperaturväxlingar vid markytan ofta är mycket låg, initialtemperaturen är också högre jämfört med ytligare lager på grund av den geologiska gradienten (12). Bergrumslager är mycket dyra att anlägga så det är betydligt mer lönsamt att kunna använda sig av redan befintliga håligheter så som nedlagda oljebergrum (6). 6

12 Vid lagring i berggrunden kan det ske i kombination med bergvärme och överskottsvärme från solfångarna förs då ner och lagras i borrhålet för bergvärme. Det finns dock en liten intressekonflikt i denna typ av kombination eftersom man vid lagring i berggrunden vill ha låg genomströmning av vatten för att minska värmeförlusterna medan man vid utvinning av bergvärme gärna har en genomströmning då detta leder till en mer konstant temperatur i borrhålet även fast värme tas upp (12). Värme kan också lagras i berggrunden utan att lagret behöver kombineras med eventuell bergvärme, värmen tillförs då ofta berget genom ett stort antal borrhål istället för genom ett enda, inte heller i denna lagringsform brukar någon isolering användas. Värmen kan sedan återtas med hjälp av en värmepump (6). Lagring av el från solceller Även elektricitet som alstras i solceller behöver kunna lagras för att systemet ska bli effektivt. Att lagra elen i en elektrisk ackumulator (uppladdningsbart batteri) är en möjlighet. Dagens batterier än inte anpassade för storskalig lagring av el på grund av deras höga vikt och kostnad (12). En annan möjlighet är att lagra el i form av vätgas, man använder då överskottet av den el som produceras i solcellen för att dela upp vatten i syrgas och vätgas. I processen används en katalysator bestående av kobolt (metall), fosfat (salt) och en elektrod placerad i vattnet där syrgas bildas när elektrisk ström går genom elektroden och en annan katalysator exempelvis platina där vätgas bildas simultant. Syrgasen och vätgasen kan sedan lagras var för sig och när behov finns kan dessa återgå till vatten via en bränslecell som då producerar elektricitet som kan användas i hushållet (13). Detta är ett mycket rent sätt att framställa el eftersom bränslecellens enda restprodukter är värme och vatten. De är dock väldigt dyra att tillverka eftersom de kräver den dyra metallen platina för att fungera, även systemet för utvinning och lagring av vätgasen är avancerad och dyr vilket gör att denna typ av lagring därför är svår att göra kommersiell på grund av ekonomiska skäl (14). Solenergi kombinerat med andra system Solvärme Vanligast i småhus är att solvärme kombineras med ett annat system för uppvärmning då det är svårt att producera tillräckligt med solvärme för det uppvärmningsbehov som uppstår under vinterhalvåret. Fördelaktigt med solvärme är att den under sommarhalvåret kan täcka hela värmebehovet vilket gör att det primära värmesystemet inte behöver användas. Bergvärme/Jordvärme Med bergvärme eller jordvärme som uppvärmning så ingår det i systemet en värmeslinga med värmebärare, en värmepump och en ackumulatortank. Solvärmen kan då lagras i ackumulatortanken där tillskottet på värme hjälper till att värma vattnet. De perioder då solfångarna inte klarar att värma till den temperatur som krävs för lagring i ackumulatortanken kan den värme som ändå produceras användas till att förvärma det vatten som kommer in i värmepumpen. Då temperaturen blir så låg att även detta inte går att tillämpa kan solvärmen lagras i borrhålet eller marken (15). 7

13 Vedeldning Med vedeldning som uppvärmningsalternativ så är det även här vanligt med en ackumulatortank för energilagring dock utformad som en tekniktank och en eller flera slavtankar beroende på hushållets behov. Tekniktanken är den tank där värmeslingorna från solfångaren är installerade och en slavtank används enbart som lager för att tillvarata den stora mängd värme som avges vid eldning (6). Pellets Då solvärme kombineras med pellets för uppvärmning används en ackumulatortank som energilager. Två alternativ dominerar vid pelletseldning. En pelletskamin som värmer huset på samma sätt som en kakelugn och braskamin, är kaminen vattenmantlad kan den kopplas in till ett vattenburet värmesystem och då utgöra den primära värmekällan (16). Det andra alternativet är att använda en pelletsbrännare i kombination med en panna samt ackumulatortanken (6). El I hus med direktverkande el för uppvärmning kan varmvattenberedaren bytas ut mot en beredare som kan kopplas ihop med solfångare, för att kunna tillvarata all solvärme kan värmelagret behöva utökas. Har huset dessutom ett vattenburet värmesystem så kan solvärmen även nyttjas för att värma huset. Elsystemet kan vidare kombineras med fler uppvärmningsalternativ, såsom pelletseller vedkamin, för att kunna minska elförbrukningen under vinterhalvåret (8). Olja Oljeeldning har stora likheter med pelletseldning då oljebrännaren är kombinerad med en panna och ackumulatortank. Här gäller även att eldning under sommarhalvåret för enbart varmvatten är mycket dyrt då verkningsgraden är sämre (6) (8). Sol-el Då det i Sverige normalt inte lagras elektricitet utan den produceras i takt med att den förbrukas så finns det idag inte så många kombinationer av lagringssystem. De lager som finns i samband med elproduktion är oftast lager där energin lagras i en annan form för att vid behov kunna omvandlas till el. Detsamma gäller för den el som produceras i solceller för småhus, den används när den produceras men eventuellt överskott lagras vanligtvis i batterier. Då det fortfarande är ganska dyrt med solceller och de har en relativt låg verkningsgrad så används de främst på avlägsna platser som inte har tillgång till elnätet (17). Val av system Val av system beror helt på hushållets behov av värme och varmvatten samt vad som blir mest ekonomiskt. Det är oftast mest ekonomiskt lönsamt att konvertera eller komplettera ett befintligt energisystem istället för att installera ett helt nytt. Dimensionering av ackumulatortank, solfångararea, solcellsarea samt batterikapacitet är avgörande så att systemet inte blir under- eller överdimensionerat. Ett överdimensionerat system innebär onödiga kostnader och ett underdimensionerat system gör att behovet av värme inte kan tillgodoses (6) (8). 8

14 Solenergi nationellt och internationellt Idag finns det ungefär solvärmesystem i Sverige, och varje år byggs ytterligare ca 2000 st. System som är installerade i små hus är dominerande men även i bl.a. flerbostadshus, mindre fjärrvärmesystem, utomhusbad, idrottsplatser och campinganläggningar är solenergisystem funna. Av de solfångare som installeras i Sverige så tillverkas också en väldigt stor del av dem i landet. Under 1980-talet byggdes ett antal solvärmeanläggningar i demonstrationssyfte i Sverige och detta ligger till grund för det faktum att flera av världens största solvärmeanläggningar är belägna här och att de flesta av världens solvärmeanläggningar grundas på svensk teknik. Kina är det land som har flest solfångare och landet står för ca 75 % av världsmarknaden. I Europa är utvecklingen just nu lika positiv som i Kina och i Europa finns den största delen av solfångare i Tyskland medan Cypern, Grekland och Österrike har flest solfångare räknat per person (18). Flest nätanslutna solcellssystem finns i Tyskland, Japan och USA där orsakerna till detta kan vara höga elpriser, stort elbehov sommartid och nationella och regionala teknikstöd. I Sverige forskas det mycket för att utveckla solcellen och bl.a. Ångströmlaboratoriet i Uppsala har gynnat den internationella utvecklingen (7). Ekonomi Den icke förnybara energin kommer sannolikt att bli betydligt dyrare och med solvärmesystem i byggnaden kommer troligtvis besparingarna att växa i takt med att prishöjningarna sker på dessa energislag. Energin från solen är helt gratis, det är installationskostnaden för solvärmeanläggningen som är hög (8). Att bygga sina egna solpaneler kan minska investeringskostnaderna ganska mycket i jämförelse med att använda sig av de färdiga (19). När man väl har investerat i ett solvärmesystem, som oftast har en livslängd på ungefär 30 år, är kostnaden i princip fixerad i decennier framöver förutsatt en någorlunda stabil ränta. Värdet på fastigheten stiger om en solenergianläggning installerats, samtidigt som värmesystemet blir mer flexibelt. Även potentialen att kombinera olika energislag på ett ekonomiskt fördelaktigt sätt ökar pga. att en ackumulatortank har installerats och lagring av energi blir möjlig (8). Miljövinsten är en fördel för vårt svenska samhälle och hela världens befolkning, det som på sikt innebär en besparing för samhället kommer även privatpersonen i fråga till godo till slut. Produktionskostnaden för solceller har hittills varit för dyra för att användas i storskaliga tillämpningar, de används därför främst i fritidshus och dylikt (19). 9

15 Miljö Framställning av el och värme från solenergi generar inga utsläpp av växthusgaser, försurande ämnen eller restprodukter vilket gör solenergi till en mycket ren energiform, tillverkningen av solfångare, solceller och andra delar av systemet leder däremot till vissa utsläpp precis som all annan produktion (20). Batterier för lagring av el kan innehålla tungmetaller som har negativ miljöpåverkan om de kommer ut i naturen men om förbrukade batterier tas om hand på rätt sätt behöver inte detta vara ett problem. De kan också innehålla metaller som kan vara dyra att framställa både ekonomiskt och energimässigt, de är då viktigt att i största möjliga mån återvinna dessa (21). Även bränsleceller kräver dyra metaller för att fungera (14). Figur 6. Fristående solpanel. Framtida potential Potentialen för solenergi och lagring av solenergi får ses som ganska goda då staten vill att användningen av solenergi ska öka, från och med 2009 finns ett ekonomiskt stöd för installation av solceller (figur 6) som täcker upp till 60 % av installationskostnaden. Detta stöd är endast tillgängligt till och med 2011 (22) och en förlängning kan ha en positiv verkan för utvecklingen av solenergi. Jämfört med olja och kol-producerad el är den konkurrenskraftig då priset på olja och el sannolikt kommer att stiga i framtiden. En solvärmeanläggning reducerar också koldioxidutsläppen med ett ton per hushåll och år jämfört med oljeeldning. Hur de olika lagringsteknikerna kommer att utnyttjas i framtiden är svårt att säga men beroende på varje hushålls behov och utbredningen av en viss teknik samt geologiska förutsättningar så kommer nog inte endast en teknik att vara aktuell. 10

16 Fördelar och nackdelar Tungt vägande fördelar med solenergi är att det är ett miljövänligt alternativ samt att solstrålarna är helt gratis. Underhållskostnaden av solfångare och solpanel är i jämförelse med andra system väldigt låg vilket är till stor fördel, men något som dock talar emot är att hela energibehovet inte kan täckas bara med hjälp av dessa. Även låga driftskostnader, inga transportkostnader, en lång hållbarhet på omkring 30 år och att den kan användas där den är installerad några tungt vägande fördelar. Det är väldigt positivt att kunna lagra solenergi i en ackumulatortank från dess att solstrålarna lyser på panelen tills dess att man faktiskt behöver den och ackumulatortanken gör att det är lätt att kombinera med andra värmesystem. Vad gäller investeringskostnaderna så är de relativt höga men systemet lönar sig oftast efter några år. Översiktlig sammanställning av för- och nackdelar med solenergi visas i tabell 1. Tabell 1. För- och nackdelar med solenergi. + - Miljövänligt Täcker ej hela energibehovet Solstrålarna är gratis Kan lagras Lätt att kombinera med andra system Låg driftskostnad Lång hållbarhet Dyr investeringskostnad Kräver lagring 11

17 Referenser 1. [Online] Vattenfall, [Citat: den 15 mars 2011.] 2. El och värme från solen. energimyndigheten.se. [Online] [Citat: den 15 mars 2011.] hyrer&id=45e63a9be7ba4bb89cc9cd4a2b14f Hsieh, Jui Sheng. Solar Energy Engineering. u.o. : Englewood Cliffs NJ Prentice-Hall, ISBN ifenergy.com. [Online] den 25 maj [Citat: den 21 mars 2011.] onal_in_spain.php. 5. greenterrafirma.com. [Online] [Citat: den 21 mars 2011.] 6. Andrén, Lars. Solenergi, praktiska tillämpningar i bebyggelse. u.o. : AB Svensk Byggtjänst, ISBN El från solen. Svensk solenergi. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] 8. Svenska Solgruppen. Solvärme i vårt hus. u.o. : Larson, ISBN Ackumulatortankar - får värmen att räcka längre. energimyndigheten.se. [Online] februari [Citat: den 14 mars 2011.] schyrer&id=e5aabe69b1da42b6b1537f18474bb27d. 10. Suncarry. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] Orsa Kommun. [Online] [Citat: den 21 mars 2011.] Ibrahim Dincer, Marc A. Rosen. Thermal energy storage, systems and applications. u.o. : John Wiley & Sons, Ltd, ISBN Wennberg, Anna. Elektroniktidningen (etn.se). [Online] [Citat: den 14 mars 2011.] Falk, Johan. Bränsleceller: effektivt - men dyrt. Forskning och framsteg (fof.se). [Online] [Citat: den 14 mars 2011.] Kjellsson, Elisabeth. Forskning, Avhandlingar. Lunds Tekniska Högskola. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] 12

18 16. Värme i Villan. Broschyrer, Webbshop, Energimyndigheten. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] ermanent/static/f54f45152d484dfab8eea453af58814e/et2010_43w.pdf. 17. Energimyndigheten, Boverket. Solceller i byggnader - nya möjligheter! Broschyrer, Webbshop, Energimyndigheten. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] ermanent/static/b00259ae394042bb83b4aa88e05c564c/et2005_11.pdf. 18. Solvärme. Svensk solenergi. [Online] [Citat: den 16 mars 2011.] Andrén, Lars. Solvärmeboken. u.o. : Ica bokförlag, ISBN vattenfall.se. [Online] Vattenfall, den 08 mars [Citat: den 22 mars 2011.] batteriinsamlingen.se. [Online] [Citat: den 22 mars 2011.] Press. Regeringskansliet. [Online] den 11 juni [Citat: den 18 mars 2011.] Henfridsson, Urban. [Online] [Citat: den 21 mars 2011.] ISBN X. 24. Nordisk solvärme. [Online] [Citat: den 21 mars 2011.] 13