Solvärme till duschvatten känner de flesta till, liksom solceller som genererar elektricitet i miniräknare eller laddar batterierna i sommarstugan. Idag håller dessa två tekniker på att erövra världen - solvärme installeras i stor skala i Kina för uppvärmning och de tyska bönderna monterar solceller på sina ladugårdstak och säljer elström till elnätet.
Kanske är utvecklingen för solcellerna mest dramatiskt - 100 miljarder investeras årligen i nya fabriker och solcellsinstallationer. År 2005 installerades solceller med sammanlagt 1 400 Megawatt effekt som matar in el på elnäten i världen. (Den avstängda reaktorn Barsebäck 1 hade 615 Megawatt i effekt)
Men solcellerna är dyra - de är halvledare och tillverkas av kisel på liknande sätt som mikroprocessorer och dataminnen. En kvadratmeter solceller kostar vanligtvis 5 000 kr. Dessutom omvandlar de bara 12% av solljuset till elektricitet, de resterande 88% går förlorade som värme.
System som fokuserar ljuset
Man kan dock minska mängden solceller genom att fokusera ljuset med speglar eller linser. I Australien och på Teneriffa har man byggt större system som demonstrerat att detta är möjligt. Då är det också möjligt att ta vara på värmen och få ett system som genererar både elström och varmvatten, vilket ger hög verkningsgrad och bra ekonomi.
I Sverige är vi duktiga på verkstadsteknik och systemlösningar. I företaget Priono AB ville vi se om man med den kompetensen kunde bygga prisvärda fokuserande system med reflektorer som genererade både el och värme.
Ledande forskning i Sverige
Sverige har en ledande position inom forskningsområdet. Flera stora solvärmesystem som fokuserar solljuset med reflektorplåt har byggts i Sverige. Efter att solvärmeforskningen på Vattenfall avvecklats har kompetensen överförts till Lunds Universitet där man arbetar med olika koncentrerande system.
Priono AB, tog tag i uppgiften att kommersialisera forskningsresultaten. Vi såg möjligheterna i att bygga en helt ny typ av solfångare med hög verkningsgrad som kunde generera både el och värme. Exportmarknaden är mycket stor och tack vare det svenska solel-stödet, som ger 70% bidrag till installation med solceller, finns även en liten hemmamarknad, något som är nödvändigt för att kunna lyckas.
Datorsimulering av ett solföljande system.
Breddade projektet
De ingående komponenterna i systemet är komplexa och kommersialisering av forskningen visade sig kräva ännu mer forskning. Vi valde då att bredda projektet för att kunna engagera många aktörer och sprida kunskapen om koncentrerande solenergisystem. Istället för en traditionell produktutvecklingsprocess, initierade vi ett brett forskningssamarbete som involverat fyra universitet och ett tiotal företag.
Vi har genom hela projektet samverkat med forskningsinstitutioner både i Sverige och utomlands. Genom att erbjuda attraktiva examensarbeten för civilingenjörer har vi skapat en bred forskningsbas som sträcker sig från marknadsdynamik för nya system till materialval och styrsystem.
Konceptet att generera el och värme vann andra pris i tävlingen för ny miljöteknik till Hammarby Sjöstad. Här tar Joakim Byström från Priono AB emot priset av H M Konungen.
Foto: Lennart Johansson
Företagen och forskarna
För att belysa möjligheterna att massproducera fokuserande solfångare har vi engagerat en vid krets företag - SKF, SSAB, regionala industriföretag och specialistföretag, var och ett med sina nischområden. De svenska forskningsinstitutioner som vi involverar har kopplats in på specifika problemställningar.
Professor Arne Roos på Fasta tillståndets fysik vid Uppsala Universitet hjälper Olle Ohlson med analys av reflektormaterial. Från Chalmers kom Emil Larsson som arbetade ett halvår med SKF för att avgöra hur de ställdon som tillverkas i Göteborg kunde anpassas. På Lunds Universitet kunde professor Björn Karlsson hjälpa två exjobbare att ställa upp optiska modeller och dessutom göra livscykelanalys för de tänkta systemen. På KTH hjälper Joachim Claesson vår exjobbare Magnus Källmark att ställa upp modeller för värmeöverföringen.
Svårt testa vintertid
Samverkan mellan företagen och forskningsinstitutionerna har inneburit att vi utvecklat ett antal "idékoncept" för olika dellösningar som går att massproducera med hög kvalité till rimligt pris.
Men vi har också identifierat brister i den svenska infrastrukturen för att utveckla solenergisystem En svaghet är att vi inte kan testa de system vi utvecklar under vinterhalvåret. Tillsammans med SP, Statens Provning och Forskningsanstalt, undersöker vi därför testplatser i andra länder, där svenska system under SP:s ledning kunde provas och certifieras.
Utbildningsinitiativ
Det har dessutom saknats längre utbildning i att installera solenergisystem. Vi tog därför initiativet till en ny 2-årig kvalificerad yrkesutbildning - "Solenergitekniker med biobränslekompetens" som startat i Härnösand.
Fakta
Här bedrivs forskning på solenergi
Forskningsinstitutioner:
Chalmers (Jan-Olof alenbäck)
Linköping organisk elektronik (Olle Inganäs)
Linköping energisystem
Lund - sollabbet
Lund Energi och Byggnadsdesign (Björn Karlsson)
Lund Byggnadsintegrerade koncentrerande element för solcellssystem (Björn Karlsson)
Lund + Priono Task 35
SP - testning
Högskolan Dalarna (SERC) - pellets och solvärme (Tomas Persson, Mats Rönnelid) NäPFo
KTH - sol + värmepump
KTH molekylära solceller vätgas (Anders Hagfelt)
KTH solar cooling (Per Lundkvist)
Uppsala - fotosyntes
Uppsala tunnfilm - Solibro
Uppsala solenergimaterial (Arne Roos)
Företag med egen forskning:
Priono AB
Sunstrip
Vattenfall - nedlagd forskning
Arbetet har finansierats med
180 000 kr från Solelprogrammet på Elforsk och egna medel.
Författare
:
Joakim Byström
är VD för nybildade Arontis Solar Concentrator AB.
E-post:
joakim@logosol.se
Litteratur:
Projektet som beskrivs i artikeln heter "Förstudie för svensk massproduktion av koncentrerande solföljande system" och är beviljat till Priono AB.