SOLEN SOM DRIVKRAFT

Solen er forudsætning for alt liv på jorden og giver os ufattelige mængder energi, langt mere end hvad der er alment kendt. Bare én times solstråling dækker hele verdens energiforbrug i et helt år. Solenergien modtages helt uden omkostninger og i forvandlingen til elektricitet og varme er den fuldstændig miljø- og klimaneutral. Solenergi er ganske enkelt helt overlegen som energibærer!

Det er en sædvanlig misforståelse, at vi ikke har så mange soltimer i Danmark. Fakta er nemlig, at vi har solindstråling som langt overgår vort årlige energiforbrug. Ved at dække 2 procent af Danmarks areal med solfangere eller solceller, vil vi for eksempel kunne omdanne solenergi til en energimængde, som modsvarer hele landets energiforbrug i et helt år.

 

Et almindeligt hustag på 100 m² modtager solindstråling som svarer til mere end fem gange så meget energi som husstanden forbruger årligt. Med andre ord er det fuldt muligt ved hjælp af solenergi at skabe forudsætninger for nulenergihus eller til og med plusenergihus!

SOLENERGI - SOLCELLER (PV), SOLFANGERE (T) OG HYBRIDPANELER (PV/T)

Solstråler som træffer jordoverfladen kan bruges til meget. Primært snakker vi om solfangere til opvarmning og varmt brugsvand og solceller som genererer elektricitet. Men nu er det også muligt at få både elektricitet og varme fra det samme panel, i såkaldte hybridpaneler (PV/T). Derudover kan solindstråling også benyttes til passiv opvarming og lysindfald gennem vinduer.

I et HYSS-system bruges solvarmen til at producere varme, som enten føres direkte til lagringstanken eller som bidrager til at effektivisere varmepumpen. Elektriciteten som HYSS-systemet bruger, kan med fordel produceres af solceller.

 

Nu indgår endvidere hybridpaneler i Free Energys produktsortiment. I et hybridpanel afkøles solcellerne i en væskebåren kreds for at øge solcellernes virkningsgrad. Varmen som transporteres bort fra solcellerne, anvender HYSS-systemet for at øge varmefaktoren i varmepumpen. HYSS kan dermed udnytte PV/T teknikken fuldt ud.

 

I Danmark er det normalt at regne med en årlig indstråling på ca. 1050 W i 1000 timer pr m² horisontal flade. Det indebærer at solindstrålingen er 1050 kWh/m² pr år. Overalt i Danmark er der stort set samme strålingsmængde på årsbasis.

Termiske solfangere (T) for solvarme har sædvanligvis en virkningsgrad op imod 50-70% afhængig af driftsforudsætninger. Det indebærer at solfangere kan bidrage med et effekttilskud på 500-700 W/m² og et energitilskud på 500-700 kWh/m² pr år.
 
Silicium solceller (PV) har generelt en virkningsgrad på 15-20%, afhængig af, om de er polykrystallinske eller monokrystallinske. Solceller baseret på tyndfilmteknologi har generelt lidt lavere effektivitet på under 15%. Dette betyder, at solceller kan bidrage med et effekttilskud på 100-200 W/m² og energitilskud på 100-200 kWh/m² pr. år afhængig af teknologi.
 
Hybridpaneler (PV/T) genererer både el og varme i samme panel. Ved at nedkøle solcellerne med en væskebåren kreds, øger genereringen af el med op til 15% per år, sammenlignet med konventionelle solceller. HYSS-systemets specielle styrefunktion kan anvende varmen fra PV/T optimalt, hvilket gør kombinationen af PV/T og HYSS unikt på markedet. Ved normale driftsforudsætninger genererer et hybridpanel 186 kWh el og 800 kWh varme/m² og år, ved 10 graders driftstemperatur. Hybridpanelerne har samme dimensioner og udseende som PV-panelerne og anvender samme montagesystem, hvilket forenkler installationsarbejdet – og giver et homogent og tiltalende udseende.

 



Essensen er, at solfangere er omtrent 3-4 gange så arealeffektive som solceller. Det betyder, at solvarmen giver 3-4 gange så høj effekt og mindst 4 gange så høj energi pr. arealenhed. Det betyder dog ikke, at den ene teknologi er bedre end den anden. Det vigtige er at fastslå hvad energien skal bruges til og derefter vælge den teknologi, som er bedst til opgaven. Hvis opgaven for eksempel er at producere varmt brugsvand, vil det være langt mere økonomisk og med mindsket areal at vælge solfangere end solceller. I de tilfælde, hvor solvarmen integreres med et HYSS-system - og benyttes til varmepumpeeffektivisering - opnår du en ekstrem lav driftsudgift og høj SCOP (årsvarmefaktor) samtidig med at sæsonen for solvarme forlænges betydelig. For hver kWh elektricitet varmepumpen bruger kan du opnå 5-7 kWh varme og varmt vand.

 

Med hybridpaneler (PV/T) opnås en mere æstetisk tilpasning af solceller og solvarme i og med at energien udvindes fra et og samme panel. Installationen forenkles og den totale merpris for at få både solvarme og solceller mindskes. Den store gevinst i systemkombinationen med PV/T og HYSS er at varmepumpen udover gratis drivenergi får betydeligt bedre driftsforudsætninger. Dette i form af højere indkommende brinetemperatur, samtidigt med at borehullet/jordslanger genoplades. For bygninger som vil opnå nul- eller plusenergistandard, bliver den her kombinationsløsning ekstra interessant. Ved at tilvælge PV eller PV/T-paneler øges tilførslen af elektricitet. I og med at det er samme design på PV og PV/T forenkles installationsarbejdet samtidigt med at der skabes et mere æstetisk tiltalende udseende

 

Med et hyss-system bliver det nemmere at opnå et nulenergihus

Ved at benytte et HYSS-System med solvarme reduceres behovet for at tilføre energi til opvarmning og varmt brugsvand. Kombinationen med HYSS, solvarme og solceller øger muligheten for at skabe et selvforsynende hus med en ren, vedvarende og gratis strømmende energi.

 

Solfangere - T

Free Energys solfangere kommer fra en af Europas mest innovative og ledende producenter. Som et resultat af producentens høje kvalitetskrav og certificeringer tilbyder vi 10 års garanti på solfangerne.

 

  • Højeste ydelse - Solar Keymark godkendt
  • Solfangerne måler 2 m x 1 m og vejer 36 kg
  • Sikkerhedsglas med mat overflade for at undgå irriterende refleksioner fra glasoverfladen
  • Sort absorber-overflade (black coating) for diskret udseende og stabil ydelse over tid
  • Rockwool 50 mm isolering med høj densitet og god U-værdi
  • Elegant og let at installere med dækplader, også for montage af dobbelte rækker af solfangere
  • Udviklede for Skandinavisk klima med hensyn til vind, hagl og snelast
 

Hybridpaneler - PV/T

Free Energys hybridpanel kommer fra en af verdens mest innovative og ledende producenter af PV/T paneler. Som et resultat af producentens høje kvalitetskrav og certificeringer tilbyder vi 10 års produktgaranti på hybridpanelerne (PV/T) og op til 20 års produktgaranti på solcellepanelerne (PV). Derudover ydes 25 års ydelsesgaranti på solelproduktionen på både PV/T- og PV-panelerne.

 

  • Bedste ydelse for PV/T på markedet med 3 internationale patenter - Solar Keymark godkendt
  • Monokrystallinske solceller med høj virkningsgrad - 19,1%
  • Hybridpanelerne måler 166 cm x 100 cm og har en byggehøjde på 35 mm uden indfæstning
  • Panelet vejer 25,1 kg alternativt 24,3 kg (med eller uden isolering)
  • Sikkerhedsglas med mat overflade for at undgå irriterende refleksioner fra glasoverflade
  • I kombination med varmepumpe eller poolopvarmning bliver det totale energiudbytte ekstra interessant, se grafen nedenfor
  • Free Energys hybridpanel genererer op til 15 % mere elektricitet per m2 og år sammenlignet med konventionelle solpaneler
  • Elegant og let at installere med hurtigkobling for brinekredsen
  • Såvel PV/T- som PV-paneler monteres i samme montagesystem hvilket giver et homogent og tiltalende udseende
  • IEC-testet for Nordeuropæisk klima med hensyn til vind, hagl og snelast
  • Mærke-effekten per panel er 315 W

 

Solpaneler - PV

Free Energys PV panel kommer fra samme producent som hybridpanelerne og har dermed samme design, hvilket giver et ensarted udseende. De monokrystallinske solceller har en af markedets bedste virkningsgrader. Produktgarantien er op til 20 år og ydelsesgaranti er 25 år.

 

  • IEC-testet for Nordeuropæisk klima med hensyn til vind, hagl og snelast
  • Monokrystallinske solceller med høj virkningsgrad - 19,1%
  • Enkelt og robust montagesystem som er kompatibelt med hybridpanelerne
  • Vægt 19,5 kg per panel, eksklusive montagedele
  • Mærkeeffekten per panel er 320 W
  • Sikkerhedsglas med mat overflade for at undgå irriterende refleksioner fra glasoverflade
 

Himmelretning og hÆlDning

Både solfangere og solpaneler kan have store variationer i hælding og retning uden at miste alt for meget virkningsgrad. På de nordiske breddegrader er forskellen i virkningsgrad mindre end 10% når solfangerne eller solpanelerne placeres i himmelretningen sydøst (135°) og sydvest (225°) og med en hældning på mellem 25° og 65° fra horisontalplanet.

Illustrationen viser, at hældningen på 40° fra horisontalplanet direkte mod syd giver de bedste forudsætninger, angivet ved index 100. Rettes solfangerne eller solpanelerne mod vest eller øst, med samme hældning, reduceres virkningsgraden med 20%. Solfangere placeret vertikalt mod øst- eller vest, mister op imod 45% i forhold til den optimale placering. Værdierne må ikke ses som absolutte, fordi de afhænger af hvilken breddegrad huset ligger på.

 

 

Den bedste tilnærmelse gennem året opnås når solfangerne placeres med 10° lavere hældning end breddegraden huset ligger på. Det er imidlertid vigtigt at indse, at den optimale placering får ganske lille betydning. Det er langt vigtigere at undgå al form for skygge og tilstræbe robuste installationer, som skaber gode driftsbetingelser (rigtigt flow og lave temperaturer) i solkredsen. I allerfleste tilfælde er det enklest og mest kosteffektivt at følge tagvinkel.

Det er vigtigt at huske at ydelsen i et solvarmesystem påvirkes af mange faktorer. En vigtig parameter for god udnyttelse er driftsbetingelser. Kan solkredsens temperatur holdes lav som i et HYSS-system, reduceres varmetabet og øger virkningsgraden.

En pointe i denne sammenhæng er, at HYSS-systemets styringsprogram gør det muligt at styre solfangergrupper med forskellige himmelretninger for at optimere energiudbyttet til morgen og aften, altså når husholdningen normalt har sit mest intensive varmtvandsforbrug. Midt på dagen kan HYSS-systemets unikke styring varetage varmen fra begge grupper. Det samme gælder for solceller (PV) og hybridpaneler (PV/T)

SÆSONSLAGRET SOLVARME

HYSS-systemet producerer mere solvarme i sommerhalvåret end der øjeblikkeligt anvendes i huset. Når varmtvandstanken i kabinettet er fuldt opvarmet af solvarmen, dumpes overskudsvarmen tilbage i borehullet eller jordvarmeslanger. Ved hjælp af den kontinuerlige genopladning mindsker det årlige energiudtag fra borehul og jordvarmeslanger. For at muliggøre sæsonslagring af overskydende solvarme, har Free Energy indledt et samarbejde med ASES (Active Solar Energy Storage), der har udviklet en patenteret lagermetode, som anlægges under bygningens gulv ved nybyggeri.  ASES er den mest energieffektive form for sæsonslagret solvarme, som i kombination med HYSS giver enestående lav energiforbrug og uovertruffen årsvarmefaktor. Overskudsvarmen fra solfangerne kan lagres i ASES jordvarmelager i sommerhalvåret for at bruges om vinteren. Det samlede udbytte af HYSS-systemets anvendelse af solvarme, både direkte og med lagringen i ASES-lageret, er en uovertruffen høj SCOP Combi* på op til 8!


SOLVARME + HYSS + ASES = SCOP Combi 8

Med ASES jordvarmelager og HYSS’ unikke styreprogram udnyttes solvarmen maksimalt gennem hele året og giver en årsvarmefaktor for varme og varmt vand (SCOP Combi*) på op til 8. Det indebærer at 1 kWh elektrisk energi til varmepumpen giver 8 gange varme og varmt vand tilbage! Jordvarmelageret anlægges ved nybyggeri inden for husets fundament. Hvis den udgravede jord har den rigtige kvalitet, kan op til 85 % genbruges, hvormed udgifter til etablering af ASES lager holdes nede. En yderligere fordel er, at du slipper for jordslanger nedgravet på grunden, hvilket øger friheden til at anlægge pool, garage, skur eller andet i fremtiden. Det er endda muligt at placere ASES varmelageret udenfor huset, f. eks. under en parkeringsplads.

* SCOP Combi angiver årsvarmefaktoren for varme og varmt vand

Det er altid klogt at vælge HYSS

HYSS-systemet udnytter solenergien maksimalt. Først og fremmest udnyttes solvarmen til at varme lagringstanken direkte. Dette sparer driftstid for varmepumpens kompressor samtidig med at varmeudtaget fra borehullet eller jordslangen reduceres.

Solvarmen kan til og med udnyttes ved lave temperaturer til at øge brinetemperaturen, noget der forbedrer varmepumpens effektivitet betragtelig. Solfangerne i HYSS-systemet udnyttes i langt flere timer pr. år end i andre solvarmesystemer og øger effektiviteten i HYSS, selv når temperaturen i solkredsen er lav. HYSS-systemet kan også med fordel benytte solceller til at drive cirkulationspumper, kompressoren og systemets andre el-drevne komponenter. Med HYSS-systemet bliver det meget enklere at opnå nulenergihus eller plusenergihus, da der kræves mindre energimængder.

Hvis målet er at opnå et ekstremt lavt energiforbrug, gælder det om at identificere hvordan energiforbruget i husholdningen er fordelt. I en normal husholdning udgør opvarmning og varmt brugsvand i de allerfleste tilfælde 80% af det totale energiforbrug. Det betyder, at det virkelige store besparelsespotentiale ligger i at reducere energiforbruget til opvarmning og varmt brugsvand.

Fordeling af energiforbrug i et hus
I et sædvanligt enfamiliehus står opvarmning og varmt brugsvand for 80% af energiforbruget, mens den resterende husholdning udgør 20%. I et nybygget hus står varmt vand og opvarmning fortsat for ca. 60% af energiforbruget. Hvis  målsætningen er at reducere energiforbruget mest muligt, ligger de største besparelser i at reducere forbruget til opvarmning og varmt brugsvand. Ved at  investere i et HYSS-system får du virkelig en mulighed for at reducere dine energiomkostninger!

Solfangere er mere effektive end solceller
Når solindstrålingen er 1000 W pr. m², giver hver m² solceller 150W i effektudbytte, når solcellerne har 15% virkningsgrad. En solfanger med samme areal giver ved en virkningsgrad på 60% et effektudbytte på hele 600W. Hvis de er i drift i 1000 timer på et år, genererer solceller 150 kWh/m² og solfangeren 600 kWh/m².

Den virkelige store fordel med solvarme opnår du, når du benytter solvarmen i et HYSS-system. I HYSS-systemet kan udvekslingen blive så stor, at for hver kWh elektricitet du tilfører HYSS, udvindes 5-7 dele varme og varmt brugsvand.

Med et HYSS-system øger årsvarmefaktoren SCOP Combi (varmt vand og varme) til 5-7
Hvis solceller driver en konventionel varmepumpe, øger udnyttelsesgraden fra solcellerne med varmepumpens varmefaktor, i de fleste tilfælde mellem 3-4. Dette betyder, at for hver kWh solelektricitet, som tilføres HYSS, bliver der 3-4 kWh varme og varmt brugsvand til rådighed. I et HYSS-system udnyttes solvarme ved hjælp af solfangere, som er betydelig mere arealeffektive end solceller. I tillæg giver solvarme gratis varmt brugsvand og bedre varmepumpeeffektivitet, som samlet set betyder, at for hver kWh el, som tilføres HYSS, bliver der 5-7 kWh varme og varmt brugsvand til rådighed.


Solfangere er således en uovervindelig investering, i forhold til at reducere behovet for købt energi til opvarmning og varmt brugsvand. Solceller har naturligvis sine fordele og sørger for at bidrage med strøm til de elektriske komponenter i HYSS-systemet. Ved at udnytte både solceller og solvarme bliver dette en uimodståelig kombination!

Med et HYSS-system bliver det nemmere at opnå et nulenergihus
Ved at benytte et HYSS-system med solvarme reduceres behovet for at tilføre energi til opvarmning og varmt brugsvand. Kombinationen med HYSS, solvarme og solceller øger muligheden for at skabe et selvforsynende hus med ren, vedvarende og gratis strømmende energi!

Eksempel på størrelse af solenergianlæg til nulenergihus for nybyggeri:
Forudsætninger:
Husholdningselektricitet: 4000 kWh/år
Opvarmning/varmt brugsvand: 9000 kWh/år
Solcellepanel pr. 1000 kWh: 7m2
Dette giver følgende nødvendige areal på solenergianlæg for et nulenergihus:
Uden jordvarmepumpe (kun solcellepaneler): 91m2 solceller
Jordvarmepumpe integreret med 8m² termiske solfangere (HYSS): 36m2 solceller

Den store mængde solindstråling kan omdannes til varme eller elektricitet eller naturligvis begge dele. Det største potentiale for at reducere energiomkostninger er ved at udnytte solvarme, da den største andel af energiforbruget i en bolig går til opvarmning og varmt brugsvand.