UTVECKLING AV EN LAMINERAD STÅLREFLEKTOR



Relevanta dokument
MARECO FÖR STORA FÄLT

Metoder för att öka utbytet från stationära koncentratorer med standardsolceller

Vidareutveckling av PV/T-receiver för koncentrerat solljus

FÖRSTUDIE OM SOLFÖLJANDE SYSTEM

Solel och solvärme i villan. Lisa Ossman, SP Energiteknik

INDUSTRI & VERKSTAD. Nr 1 på kapslad belysning

Laminering skyddar Dina Dokument

Projekt P Pågående

SOLRA tel

Forskning och utveckling av smarta glas. Gunnar A. Niklasson Institutionen för Teknikvetenskaper Uppsala Universitet

Solpotentialstudier varför? ELISABETH KJELLSSON, BYGGNADSFYSIK, LTH

Sebastian Häggström, EE1c, El- och Energiprogrammet, Kaplanskolan, Skellefteå.

SEAS SOLENERGIPRIS ÅR tilldelas. Fjärås vårdcentral, EKSTA Bostads AB

DYNAMISKA GLAS FÖR SOLSKYDD

Window+ Solskydd. Produktbeskrivning. Inledning. Window + Produktvarianter. Prestanda

SOLENERGI. Solvärme, solel, solkraft

Solel Verklighet i ditt hus?

Tips & Råd vid montering av Solfångare

Energimyndighetens solcellsverksamhet

Föreläsning 2 (kap , 2.6 i Optics)

Föreläsning 7: Antireflexbehandling

Solenergi som framtiden älskar.

Vår erfarenhet är din trygghet

Optiska ytor Vad händer med ljusstrålarna när de träffar en gränsyta mellan två olika material?

Föreläsning 7: Antireflexbehandling

Asfaltsytor som solfångare

Prelaq Energy Färgbelagd stålplåt med goda termiska egenskaper

Övning 6 Antireflexbehandling

IEA Task 41 Solar Energy and Architecture IEA SHC Solar Cooling and Heating programme

Ett element att lita på! THERMISOL vägg- och takelement

SOLENERGI. Hur funkar det? Norrköping 1 juni 2017 Dr Nicholas Etherden, Vattenfall Research & Development

Solceller. Producera egen el - en lysande idé!

1. Lådmodellen. Lägg äppleklyftor eller prinskorvar i grytan och stek. Tag god tid på dig. Vem kan ha nytta av en solugn?

Varia Dekorpaneler med miljoner möjligheter som standard.

SOLVÄRME Spara energi och miljö med solvärme

BSAB 83 N5 BSAB 96 JUF April Plannja TOR-tak. Teknisk Information

Energimyndighetens solcellsverksamhet

Välkommen till seminarium Solenergi och bygglov. 25 April, Malmö

Trivsam med låg energiförbrukning

Fallstudie av produktion och kostnader för två av stadens solcellsanläggningar

Plannja Aluzinc. BSAB N5 April 2006

VACCUMRÖRSOLFÅNGARE EXO SOL, OPC 10 EXO SOL, OPC 15

Sol, vind och vatten möjligheter till egen energiproduktion. MEN FÖRST Peter Kovács, SP Energiteknik

Beräkningsmodell för optimering av solcellsanläggningar utifrån ekonomi och energianvändning

Välj rätt prestanda på ditt fönster...

Vår främsta energikälla.

Driftuppföljning av Svenska Nätanslutna solcellanläggningar

The Sustainable City. 100 procent lokalt förnybar energi i Västra Hamnen

Sandwichpaneler ALUCORE 12:1

Perifal Sol Solen som energikälla

Mer än bara ett energisystem

* El från solen. Prova. Solcell med fläkt Solcell med radio Solcell med mätinstrument

S o lceller En strålande energikälla

Gamla byggnader med vakuumisolering, mätningar och beräkningar

Böjning och interferens

GOLVVÄRME FÖR FLYTANDE MONTERING

Behaglig belysning i minimalistisk design

Potential för solenergi i Blekinges bebyggelse

* Vilken yta fångar värmen bäst

U2 Diffusorarmaturer

ULTRATUNN NATURSTEN FÖR VÄGG OCH ANDRA YTOR. Äkta sten men lätt, flexibel och milimetertunn

Effektiv energianvändning

Balkongräcken. BSAB X6.3 Sfb (33)X Juni 2003

SKAPA TRIVSEL OCH SKÖNHET

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Mathias Johansson P (4) Energiteknik mathias.johansson.et@sp.

DYNAMISKA GLAS FÖR SOLSKYDD

Dali Urban DEN MEST INNOVATIVA TURBIN DESIGNEN

Import:

Pressträff 7 feb 2017 Absolicon Solar Collector AB (publ) ABSOLICON JOAKIM BYSTRÖM

Fastighetsboxar till alla flerfamiljshus Så här gör du för att installera boxar i din fastighet. no:1

solenergi Tim Holmström EE1B, el och energi kaplanskolan, skellefteå

Mer solel med hjälp av solkartan.se

Flex Ultra solceller. Ren och oberoende ström på väg!

Gamla byggnader med vakuumisolering, mätningar och beräkningar

Grunder för materialfixering med vakuum

BEETLE BASIC EKONOMISK LÖSNING STABIL PRESTANDA

** Mät solstrålningen

När du vill synas på och i Bussarna i Västerås och Västmanland

Solenergi - Ett lysande energialternativ

Teknikbevakning av bränslecellsområdet under Stationära fastoxidbränsleceller (SOFC) Elforsk rapport

Projektnr Solcellsanläggning. Uppsala Kungsängsvägen UPPSALA Tel: Fax:

Invändig isolering med vakuumpaneler

PROVNING AV BORRKÄRNOR FRÅN FORSMARK

När du vill synas på och i Bussarna i Västerås och Västmanland

Modellteknik. pro.form industridesign

Solceller för större fastigheter

Energikrav 09. Svebyprogrammet. Projektrapport

VI HAR ETT SMARTARE ALTERNATIV GRUNDELS FÖNSTERSYSTEM - DET LÖNSAMMA MILJÖVALET

Väggfäste Universal och Mätarm. Bruksanvisning Läs igenom bruksanvisningen noggrant och förstå innehållet innan du använder Väggfäste Universal.

MONTERINGSANVISNING Protecta Hårdskiva Plus

Optimerade material för optiska komponenter i koncentrerande solfångare

Utvärdering utvändig isolering på 1½ plans hus

Övning 6 Antireflexbehandling. Idén med antireflexskikt är att få två reflektioner som interfererar destruktivt och därmed försvagar varandra.

Förstudie Solceller på flerbostadshus

OÄNDLIGA LJUSKOMBINATIONER

Solpaneler. Solpanelssystem: Solpanelssystemet består av: Solpanel Regulator Batteribank

VÅR SOL VÅR ENERGI VÅR SOL. Batterier som laddas av solen i Askersund

Octopus för en hållbar framtid

Golvplattor KMAB

Helsingborg satsar på solen

Transkript:

UTVECKLING AV EN LAMINERAD STÅLREFLEKTOR FUD 02:54 Anna Helgesson Björn Karlsson Peter Krohn Lars Svensson 2003-11-28

Utveckling av en laminerad stålreflektor Från Rapportdatum Rapportnr Vattenfall Utveckling AB, FUD-program Solvärme 2001-2003 2003-11-28 U 03:56 Författare Tillgänglighet Uppdragsnr Anna Helgesson, Björn Karlsson, Peter Krohn, Lars Svensson Beställare Programstyrelsen för FUD-program Solvärme 2001-203 Öppen 11303-08 Projektförslagsnummer FUD 02:54 Teknisk granskning Stefan Larsson Sökord Antal textblad Antal bilagor Solvärme, FUD-program, solenergi, solfångare, reflektor 16 - Denna rapport utgör ett delprojekt inom FUD-program solvärme 2001-2003 som koordineras av Vattenfall Utveckling AB och finansieras av Energimyndigheten, kraftföretagen via Vattenfall AB, Birka AB, Sydkraft AB, byggföretagen via SBUF AB samt fastighetsföretagen via Vasakronan AB. Författaren ansvarar för innehållet i rapporten. Sammanfattning Detta uppdrag som genomförts i samarbete mellan SSAB, Skultuna Flexible och Vattenfall Utveckling har haft som syfte att utveckla en metod för att laminera en aluminiumbelagd plastfolie på en stålplåt med målsättningen att öka prestanda och sänka kostnaden för solfångare med invändiga och utvändiga reflektorer. För att uppnå denna målsättning har ett nytt reflektormaterial tagits fram bestående av en plastfilm på vilken en speglande yta av aluminium förångats. Filmen lamineras sedan ihop med en stålplåt, varvid stålplåtens styrka kombineras med aluminiumets goda reflektans. Kostnaden för det nyutvecklade aluminium/stålplåts-laminatet bedöms bli lägre än kostnaden för en vanlig aluminiumreflektor samtidigt som årsvärmeutbytet förväntas bli 8 10 % högre jämfört med om en traditionell klarlackad aluminiumplåt används. Den framtagna reflektorplåten har testats avseende funktion och prestanda dels tillsammans med en plan solfångare och dels i en nyutvecklad MaReCo-solfångare vid Vattenfall Utvecklings Älvkarlebylaboratorium. Resultaten från dessa tester bekräftar tekniklösningens potential avseende prestandaförbättring. Det nya materialet har åldringstestats både utomhus under ca ett års tid och via accelererad åldring under 2 000 timmar i en klimatkammare vid Ångströmlaboratoriet. Från den inledande utomhusexponeringen kunde ingen nämnvärd försämring av

materialets reflektans konstateras. De accelererade provningarna visade att den totala reflektansen i princip är oförändrad, medan den diffusa andelen av reflektansen ökar markant då provet åldras. För att få bättre underlag för bedömning av materialets långtidsprestanda bör utomhustesterna fortgå under längre tid. Testmaterial har även skickats till laboratorier inom det internationella samarbetsprojektet IEA SH&C Program Task 27, Performance of building facade components. Ytterligare analyser avseende kostnad i industriell serieproduktion för detta nya reflektormaterial är nödvändigt för att få ett mer exakt marknadspris vid en bredare kommersiell användning av tekniklösningen. De inom detta uppdrag redovisade resultaten motiverar en fortsatt utveckling och provning av detta material. Den påvisade stabiliteten utomhus gör att materialet också är intressant för användning som reflektorer för vakuumrör.

Distributionslista Företag Avdelning Namn Antal Statens Energimyndighet Anita Larsson Vattenfall AB Jan Brännström Fortum AB Fortum Värme Johan Tjernström Sydkraft AB Per Rosén Skanska Fastigheter AB Jonas Gräslund FORMAS Michael Rantil Lunds Tekniska Högskola Inst. för Värme och Kraftteknik Lennart Thörnqvist Vasakronan Stefan Sandesten Vattenfall Utveckling AB Stefan Larsson Vattenfall Utveckling AB Lennart Spante

Innehållsförteckning Sida 1 INLEDNING 1 2 PROJEKTBESKRIVNING 3 3 GENOMFÖRT ARBETE 4 3.1 Tillverkning av Al/Stål-reflektorn 4 3.2 TRP-formning 5 3.3 Provning av en laminerad TRP-plåtsreflektor 5 3.4 Långtidsåldring 11 3.4.1 Accelererad åldring vid Uppsala Universitet 11 3.4.2 Reflektansmätningar på utomhusåldrad Al/Stål-reflektor 13 3.5 Exempel på andra solfångare där Al/Stål-reflektorn används 13 3.6 Presentationer av materialet 14 4 DISKUSSION 15 5 REFERENSER 16

1 Inledning Sedan början på 1980-talet har stora markuppställda plana solfångare installerats i Sverige. Dessa solfångare uppvisar Sol-Sveriges lägsta kostnader. Under 1990-talet har ett antal system i Sverige och Danmark utrustats med utvändiga plana reflektorer i TRP-korrugerad aluminiumplåt. Ett exempel visas i fig 1.1, där reflektorer placerats mellan solfångarraderna i en anläggning vid Östhammars sjukhus. Reflektorerna är i det här fallet gjorda av trp65 mm klarlackad aluminiumplåt med en reflektans av ca 63 %. Reflektorn ökar det årliga solfångarutbytet från 380 kwh/m²,år till runt 490 kwh/m²,år, vilket motsvarar en ökning på nästan 30 % relativt ett system utan reflektorer. Figur 1.1: Stora plana solfångare vid Östhammars sjukhus försedda med självbärande reflektorer av TRP-korrugerad aluminiumplåt. Figur 1.2: Exempel på en solfångare med inre reflektorer (av fabrikat BoRö-pannan). Varannan absorbatorfläns är här ersatt med reflektorer. Sida 1 (16)

Som reflektormaterial används ofta aluminium till såväl utvändiga reflektorer för stora solfångare som till solfångare med invändiga reflektorer (t ex BoRö-pannans solfångare, se fig 1.2). För att plåten skall vara självbärande måste då relativt tjocka aluminiumplåtar användas. Alternativet är att aluminiumplåten läggs på en stålplåt. I detta projekt har en radikalt annorlunda lösning utvecklas. Det nya reflektormaterialet som tagits fram består av en plastfilm på vilken en speglande yta av aluminium förångats. Filmen lamineras sedan ihop med en stålplåt, varvid stålplåtens styrka kombineras med aluminiumets reflektans. På detta sätt kan reflektorprestanda förbättras utan att kostnaden påverkas i någon större utsträckning. Om, som exempel, den relativt matta reflektorytan i Östhammarsanläggningen (fig 1.1) istället varit en stålplåt med högblank aluminiumyta med en reflektans på 85 % skulle utbytet ha kunnat uppgå till 530 kwh/m²,år. Eftersom kostnaden för det nyutvecklade aluminium/stålplåts-laminatet är lägre än kostnaden för aluminiumreflektorn skulle detta vara ett kostnadseffektivt alternativ. En självbärande lackad TRP-plåt av aluminium kostar i storleksordningen 150 kr/m², medan en slät laminerad plåt förväntas kosta runt 70 kr/m² och kostnaden för en TRP-plåt uppskattas till ca 100 kr/m². Projektets syfte var att utveckla en metod för att laminera en aluminiumbelagd plastfolie på en stålplåt med målsättningen att öka prestanda och sänka kostnaden för solfångare med reflektorer. I projektplanen ingick vidare att undersöka om den framtagna reflektorplåten kan valsas till en TRP-plåt. En sådan plåt vore intressant att använda som utvändig reflektor i stora markuppställda fält och skulle kunna öka utbytet med ca 40 % jämfört med utbytet från en plan solfångare utan reflektor. Den framtagna reflektorplåten ska även användas i de MaReCo-solfångare som avses att uppföras vid Pilängen i Malmö och i de MaReCo-hybrid-solfångare som skall installeras i Hammarby Sjöstad i slutet av 2003 [2]. Projektet har genomförts i samarbete mellan SSAB i Ronneby, Skultuna Flexible i Västerås och Vattenfall Utveckling AB i Älvkarleby. TRP-plåten har tillverkats av CNC i Västervik. Sida 2 (16)

2 Projektbeskrivning SSAB och Skultuna Flexible tar fram lämpliga material för laminering. Ytornas reflektans mäts och en hantverksmässig provlaminering genomförs på små provbitar. När acceptabelt resultat erhålls påbörjas industriell laminering. För att ställkostnaden skall bli rimlig behöver minst 200 m² produceras. Om denna process ger ett godtagbart resultat undersöks möjligheten att rullforma plåten till TRP-plåt utan att den reflekterande ytan förstörs. Det utvecklade materialet skall sedan utsättas för utomhusexponering och accelererad åldring med koppling till samarbetet inom reflektorgruppen i IEA SH&C Program Task 27, Performance of building facade components. Projektet är uppdelat i följande delsteg: Framtagande av lämpligt material och metodutveckling hos SSAB och Skultuna Flexible. Laminering av plåt (200 m²) vid SSAB i Ronneby. TRP-valsning/rullformning av den laminerade plåten. Utskick av material för långtidsprovning inom IEA SH&C Program Task 27. Konstruktion och uppförande av utvändig reflektor med laminerad TRP-plåt. Installation och provning av utvändig reflektor till en stor solfångare vid Vattenfall Utveckling. Slutrapportering Sida 3 (16)

3 Genomfört arbete 3.1 Tillverkning av Al/Stål-reflektorn Tekniken att kombinera olika material genom laminering är inte ny. Exempelvis tillverkar Skultuna Flexible flexibla laminat, d v s material som går att hantera i rullform. Traditionellt används dessa laminat inom förpackningsindustrin, men även andra tillämpningar finns. Kombinationen av material med olika egenskaper innebär att man i princip kan skräddarsy olika material efter olika applikationer. Ett reflektormaterial skall bl a ha hög reflektans och lång hållbarhet, vara mekaniskt stabilt och användarvänligt samt vara billigt. Eftersom reflektion är ett ytfenomen kan det skapas med tunna metallfilmer. Den reflekterande aluminiumfilmen i detta material är omkring 200 Å tjock, vilket motsvarar omkring 40 atomlager. En vanlig hushållsfolie har tjockleken 10 µm (100 000 Å) och är alltså 500 gånger tjockare än den förångade filmen. Aluminiumfilmen förångas vanligen på polyester (PET). En polyester utmärks av en kol-syre-dubbelbindning, vilken har förmågan att binda till sig aluminiumatomerna så att filmen fäster i substratet. Bottensubstratet väljs sedan utifrån önskade mekaniska egenskaper. Ett reflektorlaminatmaterial byggs förenklat upp enligt fig 3.1. Bärarsubstratet ger de önskade mekaniska egenskaperna, reflektorlagret reflekterar solstrålarna och skyddsskiktet skyddar reflektorytan från degradering. Skydd (lack, PMMA, PET) Reflekton (Förångad Al, Ag) Substrat (Kartong, polymer, metall) Figur 3.1: Principiell uppbyggnad av ett reflektorlaminat. I det utvecklade Al/Stål-reflektorlaminatet används en stålplåt som tillverkats i Luleå och sedan valsats vid SSAB Tunnplåt i Borlänge. Plåten har beteckning B500 A (Aluzink) och har en tjocklek av 0,50 mm. I Finspång förses plåten med ett limskikt och därefter pressas plåten, under värme, ihop med en aluminiumbelagd folie (med beteckning: PET 23 met/b Al9/PET 20) från Skultuna Flexible. Värmelamineringen utförs av SSAB i Ronneby. Det slutliga laminatet består av följande skikt: Skyddsskikt av 50 µm glasklar UV-stabiliserad polyester, PET. (Detta material är handhavarvänligt och ger ett bra skydd samt har god transmittans, värmetålighet och UV-härdighet samt fäster i aluminium.) Reflektorskikt av förångad aluminium (metallisering). (Förångad Al ger en bra totalreflektion med en stor andel speglande reflektion. Ytan måste dock skyddas väl för att bli långtidsstabil i tuffa miljöer.) Sida 4 (16)

Substrat utgörs av ett laminat av 9 µm oglödgad aluminium, d v s i stort sett hushållsfolie (fuktspärr + bevarar viss reflektorfunktion om metalliseringen ovan skulle bli skadad) och 20 µm PET, som värmelamineras mot stålplåt (500 µm). (Stålplåten är stark och har en hög styvhet vilket gör materialet självbärande. Det är dock relativt dyrt.) Resultat från fullskaleprov på oexponerat reflektormaterial visar på en total reflektans på 82 % och en spekulär reflektans av 77 %. Materialet har därmed 3 % sämre reflektans än en standardreflektor av blankanodiserad aluminium. En visuell kontroll visar att ojämnheter i limskiktet tränger igenom den tunna folien och resulterar i en apelsinyta, vilket resulterar i lägre speglande reflektans. Resultat från en mekanisk provning visar vidare att materialet har en styvhet på > 10 000 N/m. 3.2 TRP-formning Korrugering av plåten gör att den blir mer formstabil och därmed självbärande mellan reflektorraderna. TRP-formningen skall göras m h a rullformning, vilket dock kräver en viss minsta volym för att inte slutprodukten skall bli för dyr. En TRP-formad laminerad Al/Stål-reflektor har tagits fram för test inom ramen för detta projekt. Den aktuella provreflektorn är, av ekonomiska skäl, formad genom kantbockning istället för rullformning. Reflektorplåtarna för 6 meter långa MaReCo är kantbockade hos SSAB i Luleå. 3.3 Provning av en laminerad TRP-plåtsreflektor Vid Vattenfall Utvecklings laboratorium i Älvkarleby har den nyframtagna TRPformade laminerade Al/Stål-reflektorn monterats framför en konventionell plan solfångare (fig 3.2) för test. Solfångaren, som är en 20 år gammal solfångare från Lyckebo, har en area av ca 12,5 m² och en lutning på 45, medan reflektorn har en area av ca 18,3 m² och en lutning på 25. Plåten är självbärande i 3 meters längd, men ett stativ erfordras för att hålla reflektorn på plats. Ett visst avstånd måste finnas mellan plåt och reflektor för att snö skall kunna glida ner på marken. Sida 5 (16)

Figur 3.2: Drygt 18 m² TRP-formad Al/Stål-reflektor monterad framför en plan solfångare. Sida 6 (16)

Under en solig dag (030708) genomfördes instrålningsfördelningsmätningar över solfångarytan, dels med reflektor och dels med reflektorn täckt av en presenning. Samtliga mätningar ägde rum inom loppet av 45 minuter. Mätningarna gjordes strax efter middagstid, vilket innebär att solen i princip stod vinkelrätt mot den söderriktade solfångaren. Resultatet visas i figurerna 3.3 och 3.4. Notera att det är olika skalor i de två diagrammen! I figur 3.5 visas en skiss för identifiering av mätpunkternas lägen. Utan reflektor 1055 1035-1055 1015-1035 995-1015 1035 1015 9 8 7 975-995 955-975 935-955 995 975 955 935 1 2 3 4 6 5 4 3 2 1 Figur 3.3: Instrålningsfördelning över en plan solfångare utan reflektor. Mätdata från 030708. Instrålning mot en referensyta var vid tillfället ca 971 W/m². Den grå bottenytan i diagrammet motsvarar solfångarglasets plan. Sida 7 (16)

Med reflektor 1750-1900 1600-1750 1450-1600 1300-1450 1150-1300 1000-1150 850-1000 Instrålning [W/m²] 1900 1750 1600 1450 1300 1150 1000 850 1 2 9 8 7 6 5 4 3 2 3 1 Figur 3.4: Instrålningsfördelning över en plan solfångare med en TRP-korrugerad Al/Stålreflektor Mätdata från 030708. Instrålning mot en referensyta var vid tillfället ca 937 W/m². Den grå bottenytan i diagrammet motsvarar solfångarplanet. Figur 3.5: Skiss, sedd framifrån, som visar mätpunkternas lokalisering över solfångarytan. Väster är till vänster i figuren. Sida 8 (16)

I figur 3.6 visas hur uteffekten från solfångaren påverkas av reflektorns bidrag. Då reflektorn täcktes med presenningen strax före kl 12.00 sjönk uteffekten från solfångaren (solinstrålningen uppvisade inte motsvarande dipp) för att sedan åter stiga då reflektorn avtäcktes efter ca en timmes tid. 1000 W/m² Experimentrigg med reflektor 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 030708 Itot45 Pmätt1 Figur 3.6: Strax före lunch täcktes reflektorn i ca en timmes tid. Detta kan noteras som en dipp i uteffekten från solfångaren. En analys av mätvärdena visar att reflektorn ökar instrålningen mot solfångarytan med i snitt ( ytmedel ) ca 20 % och att instrålningsfördelningen är jämnare då ingen reflektor används. Då reflektorn är täckt varierar instrålningen över ytan mellan 0,93 och 1,02 relativt medelinstrålningen över ytan. Används reflektorn blir variationen över ytan mellan 0,79 och 1,56 relativt medelvärdet. I figur 3.7 görs en jämförelse mellan instrålningsfördelningarna (i mätläge 3 horisontalled) för fallen med och utan reflektorytan aktiv. I figur 3.8 görs motsvarande jämförelse i horisontalled (för mätläge 5 i höjdled). De starka maxpunkterna kan bero på att solljuset koncentreras till vissa punkter till följd av reflektorns trapetsform. Den direkta instrålningen mot reflektorn är omkring 390 W/m². Den ger en intensitetsökning i solfångarplanet på omkring 280 W/m², varav 170 W/m² bidrar till att öka solfångarens utbyte enligt dippen i figur 3.6. En plan reflektor i samma material skulle ge en förbättring av omkring 225 W/m². Sida 9 (16)

Jämförelse 1400 1200 1000 Instrållning 800 600 400 Med reflektor Utan reflektor 200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Höjdled Figur 3.7: Jämförelse mellan instrålningsfördelningen i höjdled (X-axeln) för mätläge 3horisont enligt fig 3.5. Den övre kurvan motsvarar resultatet från mätningar då reflektorn är aktiv och den undre kurvan kommer från mätningar där reflektorn är täckt. Instrålningsvärdena är normerade mot aktuell instrålning mot en referensyta. Jämförelse ("normaliserad") 2,5 2 Med reflektor Utan reflektor Instrållning 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 Horisontalled Figur 3.8: Jämförelse mellan instrålningsfördelningen i öst-västlig led (X-axeln) för mätläge 5höjd enligt fig 3.5. Den övre kurvan motsvarar resultatet från mätningar då reflektorn är aktiv och den undre kurvan kommer från mätningar där reflektorn är täckt. Instrålningsvärdena är normerade mot aktuell instrålning mot en referensyta. Sida 10 (16)

3.4 Långtidsåldring 3.4.1 Accelererad åldring vid Uppsala Universitet Vid Uppsala Universitet har reflektormaterialet provats genom accelererad åldring i en klimatkammare. Provningarna har pågått under 2 000 timmar med programmet i fig 3.9. Den accelererade åldringen innebär cykling av provet i fukt och hög temperatur. Figur 3.9: Program för accelererad åldring i klimatkammare. Bilden visar hur temperatur, strålning och fuktighet varierar i cykler. I figur 3.10 visas uppmätta reflektansdata för Al/Stål-reflektorn före och efter åldringen i klimatkammaren. Diagrammet visar att den totala reflektansen i princip är oförändrad, medan den diffusa andelen av reflektansen ökar dramatiskt då provet åldras. I figur 3.11 visas som jämförelse reflektansen för anodiserat aluminium. Sida 11 (16)

Figur 3.10: Uppmätt reflektans för Al/Stål-reflektorn före och efter åldring i klimatkammare. Notera att skalan för diffus reflektans är till höger. Oscillationerna i kurvan fås av interferenseffekter i plasttäckningen. Figur 3.11: Uppmätt reflektans för anodiserat aluminium. Sida 12 (16)

3.4.2 Reflektansmätningar på utomhusåldrad Al/Stål-reflektor Reflektansmätningar har utförts på dels icke åldrat prov och dels prov som suttit monterat utomhus under ett års tid. Resultaten visas i figur 3.12. Åldringen har här inte påverkat reflektansen i någon större utsträckning och den åldrade plåten har endast marginellt lägre spekulär reflektans i det synliga området. Den totala integrerade solreflektansen och den spekulära reflektansen för ett prov före åldring var 81,9 % resp 76,8 %. Motsvarande värden för ett åldrat prov var 81,7 och 75,8 %. (Proverna har mätts på samma sätt precis efter varandra i Lambda-900.) Figur 3.12: Uppmätt total och spekulär reflektans för Al/Stål-reflektorn före och efter utomhusåldring. Testmaterial har även skickats till fem laboratorier (i Sverige, Tyskland, Schweiz, Spanien och Portugal) inom det internationella samarbetsprojektet IEA SH&C Program Task 27, Performance of building facade components för ytterligare åldringstester. 3.5 Exempel på andra solfångare där Al/Stål-reflektorn används Förutom till ovannämnda stora externa TRP-korrugerade reflektor har Al/Stålreflektorn använts i en MaReCo-hybrid som är avsedd för installation i Hammarby Sjöstad (fig 3.13) [2]. MaReCo-hybriden består i princip av ett asymmetriskt reflektortråg och en enkel, längs tråget löpande, hybridabsorbator. Hybridabsorbatorn Sida 13 (16)

består i sin tur av en aluminiumprofil med solceller laminerade på ena sidan. En finess med en hybridsolfångare är att solcellerna kyls av ett cirkulerande medium, varvid en högre cellverkningsgrad kan erhållas. Det uppvärmda kylvattnet kan sedan utnyttjas för uppvärmningsändamål, vilket innebär att en hybrid, till skillnad från en vanlig solfångare eller solcellsmodul, ger ett utbyte av både värme och el. Figur 3.13: En MaReCo i vilken Al/Stål-reflektorn används. Den framtagna reflektorplåten ska även användas i de MaReCo-solfångare som avses att uppföras vid Pilängen i Malmö. 3.6 Presentationer av materialet Det nya materialet presenterades vid ISES-konferensen som hölls i Göteborg sommaren 2003. Materialet nämndes bl a i ett paper [3] rörande utveckling av en MaReCo-hybrid avsedd för installation vid Hammarby Sjöstad (se avsnitt 3.5ovan ). samt i ytterligare ett paper [4]. En artikel håller även på att sammanställas till tidskriften Solar Energy Materials and Solar Cells [1]. Arbetet som presenteras i denna artikel har genomförts i samarbete med Forskarskolan, vilken finansieras av Energimyndigheten. Delar av projektet har genomförts inom IEA SH&C Program Task 27. Sida 14 (16)

4 Diskussion Kostnaden för det nyutvecklade aluminium/stålplåts-laminatet bedöms bli lägre än kostnaden för en vanlig aluminiumreflektor. En självbärande lackad TRP-plåt av aluminium kostar i storleksordningen 150 kr/m², medan en slät laminerad plåt förväntas kosta runt 70 kr/m² och kostnaden för den nya reflektorn på TRP-plåt uppskattas till ca 100 kr/m². Årsvärmeutbytet för ett solfångarfält med reflektorer beräknas bli ca 8-10 % högre med den nya reflektorn jämfört med en traditionell klarlackad aluminiumplåt som reflektor tack vare en högre reflektans. Den framtagna reflektorplåten har testats vad gäller funktion och prestanda i form av en TRP-formad laminerad Al/Stål-reflektor dels framför en plan solfångare och dels i en nyutvecklad MaReCo-solfångare (med böjd reflektor under glas). Testerna har genomförts vid Vattenfall Utvecklings Älvkarlebylaboratorium. Resultaten från dessa tester bekräftar tekniklösningens potential avseende kostnadseffektivitet eller prestandaförbättring. Det nya materialet har åldringstestats utomhus under ca ett års tid. Ingen försämring har konstaterats avseende reflektormaterialets reflektans under den inledande testperioden. Dessa utomhustester bör fortgå under en längre tid för att få ett bättre underlag för bedömning av materialets långtidsprestanda. Testmaterial har även skickats ut till laboratorier i fem olika länder inom det internationella samarbetsprojektet IEA SH&C Program Task 27, Performance of building facade components, för åldringstester inom reflektorgruppen. Materialet har också provats med accelererad åldring under 2 000 timmar i klimatkammare vid Ångströmlaboratoriet, under extremt tuffa testvillkor avseende fukt och temperatur, visar att den totala reflektansen i princip är oförändrad, medan den diffusa andelen av reflektansen ökar markant då provet åldras. Detta motiverar ytterligare fortsatta långtidstester via utomhusexponering. Ytterligare analyser avseende kostnad i industriell serieproduktion för det nya reflektormaterialet är nödvändigt för att få ett mer exakt marknadspris vid en bredare kommersiell användning. De inom detta uppdrag redovisade resultaten motiverar en fortsatt utveckling och provning av detta material. Den påvisade stabiliteten utomhus hos detta material gör det också intressant för användning som reflektorer för vakuumrör. Idag används anodiserad aluminium för denna applikation. Detta material har dock en begränsad livslängd utomhus. Materialets användning i belysningsarmaturer utom- eller inomhus bör också analyseras. I detta fall är dock den relativt låga reflektansen av synligt ljus en nackdel. Sida 15 (16)

5 Referenser [1] Brogren M, Helgesson A., Karlsson B., Nilsson J. & Roos A., Optical properties, durability, and system aspects of a new aluminum laminated steel reflector for solar concentrators, Uppsala Universitet, 2003. (Arbetsmaterial.) [2] Helgesson A., Karlsson B. & Fahlström A., MaReCo-hybrid i Hammarby Sjöstad inledande prototypmätningar, Elforsk-rapport 03:9, Vattenfall Utveckling AB, 2003. [3] Karlsson B., Helgesson A. & Svensson L., Development of a MaReCohybrid, Bidrag till ISES 03 i Göteborg, 2003. [4] Nilsson J., Håkansson H. & Karlsson B., Monitoring of electrical and thermal performance of PV/CPC hybrids, Energi&ByggnadsDesign, Lunds Tekniska Högskola, 2003. (Presenterad på ISES 03 och inskickad till Solar Energy.) Sida 16 (16)