Vår främsta energikälla. Solen är en enorm tillgång! Med våra långa sommardagar har Sverige under sommaren lika stor solinstrålning som länderna kring Medelhavet! Ett vanligt villatak tar emot ca 5 gånger mer energi än husets totala förbrukning under ett år. Tillräckligt med sol har vi i Sverige ungefär från vårdagjämningen höstdagjämningen ( 20 februari 23 september ) Solvärme kan täcka ca 50 % av uppvärmningsbehovet och uppvärmningen av tappvarmvattnet i en villa. Utan att ge några utsläpp som förstör miljön! Och med försumbara driftskostnader! Solinstrålningen som når marken varierar något mellan södra och norra Sverige, från drygt 1000 kwh/m² och år för orter i söder till 800 kwh/m² och år längst i norr. Solinstrålningen mot ett lutande plan, t ex ett tak i söderläge med 30 graders lutning, är 10-15% högre än solinstrålningen mot marken. Solfångarnas värmeproduktion varierar mellan 300 och 600 kwh/m² och år, beroende på verkningsgrad och vilken typ av system man använder. Figuren visar total solinstrålning i kwh/m², år beroende på vinklar och väderstreck. Väderdata för Jönköping ( medel 1962 90 ).
Solinstrålning i Sverige per år Solvärmesystem för vatten, hur fungerar det? Solvärmen dimensioneras normalt för att täcka varmvattenbehovet under sommarhalvåret. Med en förhållandevis liten solfångararea kan solvärmen stå för hälften av hushållets varmvattenbehov. Med en något större solfångare, 10-15 m² får du även lite värme till elementen i huset. Värmen från solfångaren lagras i ackumulatortankar. I hus med direktverkande el är en varmvattenberedare på 250 300 liter med inbyggd solslinga och 4 6 m² solfångare att rekommendera. Med en investering i solvärme blir det möjligt att spara 50% av varmvattenkostnaden, vilket ger en kort återbetalningstid.
Vad ger solen? Sol-värme Solinstrålningen omvandlas till värme i solfångaren. Solfångaren kan ge varmt vatten eller varm luft. Ett varmvattensystem kan värma enbart tappvarmvatten eller vara ett kombisystem och användas både for tappvarmvatten och uppvärmning. Solvärmen kan också användas för att värma vatten i en simbassäng. En solfångare för luft, värmer enbart luft som blåser in i t.ex. huset och kan både värma och ventilera samtidigt. Solvärmen kan även i vissa fall användas för att återladda borrhål avsedda för bergvärme. Sol-el Solcellspanelerna innehåller oftast polykristallina celler som är inkapslade med härdat glas framtill, inbäddade i flera lager av smält gummi, för att skydda cellerna från den svåraste miljöpåverkan. En solcell fungerar ungefär som ett soldrivet ficklampsbatteri. Solcellen har en pluskontakt och en minuskontakt, och mellan kontakterna får man ungefär 1V spänning när man belyser solcellen. När man kopplar samman kontakterna kan det gå en elektrisk ström som t.ex. kan driva en motor eller ladda upp ett batteri. Stora solcellspaneler kan kopplas ihop och med omformare kan man få ut 220 volt som kan matas ut på nätet. Mycket forskning pågår för att utveckla nya solceller med högre verkningsgrad och mycket lägre tillverkningskostnader. Bl.a. pågår intensiv forskning i Solcellsgruppen, Ångströmlaboratoriet i Uppsala. Enkel teknik. Tekniken för solvärme är tillförlitlig då den har få rörliga delar. Oftast är det endast en cirkulationspump som är i gång i vattensystem och en fläkt i luftsolfångarsystem. Byggnader som behöver varmvatten under sommarhalvåret kan med fördel använda solvärme. Det är bra att kombinera solvärme med värmepannor, då blir utbytet av solvärmen allra bäst. Solvärmen ger mest värme under sommarperioden när värmepannan fungerar som sämst. Under sommaren arbetar all förbränningsteknik med låga verkningsgrader och då kan solvärmen stå för hela värmeförsörjningen.
Solvärme, tillämplingar Vattenburna system Små hus Solfångare som värmer varmvatten placeras oftast på hustak. De bör då ha en lämplig lutning för att uppnå största möjliga effekt. På plana tak kan solfångarna resas upp i en ställning. Det går även bra att montera solfångarna på en ställning ute på marken och sedan ha en välisolerad kulvert in till panncentralen. Lodrät placering ger sämre verkningsgrad på sommaren, men är något bättre på vintern när solen står lågt. Men räknat på ett år, blir värmeproduktionen mindre. Lodrät placering kan t. ex. kompenseras med en något större solfångaryta. Så har jag på vårt hus där gaveln är mot söder. En fördel med lodrät placering är i alla fall att ingen snö lägger sig på den på vintern! Taklutningen bör vara mot söder. Men ju flackare solfångarna ligger, ju mindre roll spelar lutningsriktningen. Stora hus Det vanligaste är takmontering. Solfångarna kan vara en del av takbeklädnaden. Solfångarna används i första hand för uppvärmning av tappvarmvatten och kan då ge en stor besparing av olje- eller elförbrukningen sommartid. Det finns även större anläggningar med solfångare där värmen går in på fjärrvärmenätet. På nära håll har vi panncentralen i Torsåker som har koncentrerande solfångare som värmer vattnet. Hofors Energi uppförde 1999 ett fjärrvärmenät i Torsåker på totalt 10 GWh/år, som huvudsakligen ska försörjas med biobränsle. Sommartid ska solvärme utnyttjas. Solvärmeanläggningen består av 500 m² solfångare. Anläggningen har utvärderats av Vattenfall under år 2000. Anläggningen ger ett årsutbyte på 300 kwh/m², vilket totalt ger cirka 150 MWh under ett normalår. I Fränsta i Ånge kommun har Vattenfall uppfört en liknande värmeanläggning på totalt 5 GWh/år, vilken består av ett huvudvärmesystem baserat på biobränsle och el i kombination med 1.650 m2 takbaserade solfångare.
Solvärme, tillämplingar Luftburna system Ett enkelt sätt att utnyttja solenergin är att värma luft. En mörk yta blir snabbt varm när solen skiner. Denna varma ytan värmer sedan luften omkring. För att inte värmen skall försvinna är det lämpligt att täcka ytan med t.ex. ett glas samt en ram som glaset är monterat till. Är den mörka ytan tät, t.ex en plåt, är det även bra att minimera värmeförlusterna bakåt genom att isolera bakom plåten. Bilden visar SOLTAN-1 på ett garagetak. I luftsolfångaren SOLTAN-1 består den mörka ytan av en svart specialfilt där luften kommer in bakom filten, går genom den varma, mörka filten och ner till fläkten. Luften värms upp då den går genom filten och den varma luften blåses sedan i huset eller stugan. Filten fungerar även som ett luftfilter och ger renare luft. En luftsolfångare typ SOLTAN-1, blåser in frisk uteluft när solen skiner och ventilerar huset, stugan, garage, källare etc. Då den byter luft i huset, tar den även bort lite radon om det skulle finnas. Likaså fukt, matos, innestängd lukt etc. Därför är detta en prisvärd lösning på att utnyttja solvärmen. Det behövs ju inga rör, ack.tankar, pumpar, element etc. SOLTAN-1 luftsolfångare drivs av en 230/12 volts fläkt, men det finns även luftsolfångare som har en inbyggd solcellspanel som ger ström till fläkten. Men då blir den strax betydligt dyrare. Huset i sig själv kan också vara som en solfångare. Stora fönster på en södervägg tillåter att solen kan flöda in i rummen och värma golv, möbler etc. Med markiser e.d. kan solen hindras från att värma rummen sommartid. Nackdelen med en luftsolfångare är att det är svårt att lagra värmen. Den varma luften värmer upp rummets väggar, möbler etc, med den försvinner efter en tid. I ett vattenburet system kan värmen lagras i vattentankar och lagras över många dagar om tankarna är välisolerade. Men då är det också en helt annan nivå på kostnaderna. Bilden visar SOLTAN-1 solfångare på en sommarstuga. Den är byggd som ett blindfönster bredvid det riktiga fönstret.