I detta blogginlägg ska vi fördjupa oss i så kallade hybridpaneler, dvs solpaneler som både producerar värme och el! Dessa är idag ingen enorm marknad men tack vare att man kan ha dubbel nytta ur sina paneler på en begränsad takyta kan hybridpaneler vara en god idé. Detta inlägg kommer ta upp fördelarna med hybridpaneler, hur man projekterar systemen samt vad man ska tänka på.

PVT (solar photovoltaic-thermal) eller hybridpaneler är en solpanel med elproducerande förmåga på framsidan, vanligtvis kristallint kisel, och på baksidan är det en solfångare. Kort och gott kan man se dessa som vattenkylda solceller. Traditionella solfångare är ungefär 3-4 gånger så yteffektiva, dvs att energiutbytet är ca. 3-4 gånger så stort per areaenhet. Eftersom en fastighet behöver både värme och elektricitet är PVT en väldigt intressant produkt att titta närmare på, inte främst för att man med samma panel och samma installation får två separata system i ett, som dessutom ser väldigt estetiskt snyggt ut!

Figur 1. En monokristallin solpanel med en absobator för att kyla solpanelen så mycket som möjligt. Bild Sunerg.

 

Fördelen att kombinera solvärme med solceller är att mer av solljuset utnyttjas. En normal solpanel idag har en verkningsgrad på ca 20%, dvs det är 80% av solstrålarna som inte hjälper till och producerar någon elektricitet. Det som inte blir solel blir värme och på grund av att solpanelen har en negativ temperaturkoefficient, dvs när temperaturen ökar minskar uteffekten. Hur mycket står specificerat i solpanelens datablad. Vanligtvis ligger försämringen på ca -0,35%/°C.

Eftersom solpanelens verkningsgrad förbättras om arbetstemperaturen hålls låg, är inte målet med ett PVT-system att ha så hög temperatur i värmebäraren som möjligt då det minskar elproduktionen. Istället eftersträvas ca 20-25°C. Begränsningarna med systemet blir då att arbetstemperaturen i solvärmekretsen inte får en hög arbetstemperatur (och ett högt flöde) vilket leder till att nästan bara värmepumpar är lämpade att utnyttja värmen. Vid dimensionering måste man som projektör bestämma vilket av de båda systemen som är dimensionerande, då det kan vara enklare att bygga separata system och dimensionera dem optimalt var för sig.

Med PVT-paneler kan man inte bara utnyttja takarean på bästa sätt man kan också ge sin värmepump drivenergi och möjlighet att återladda ett ev. borrhål. För fastigheter som vill uppnå noll- eller plusenergihus är detta också en väldigt intressant teknik, speciellt i kombination med värmelager så som säsongslager.

Applikationerna för PVT-system är många då behov för varmvatten finns både vinster och sommarhalvåret.

Figur 2. Förvärmning av vatten till värmepump (HP). Bild DualSun.

Exempel på olika fördelaktiga tillämpningar för PVT-system är:

  • Villasystem för privat uppvärmning av tappvarmvatten och värme
  • Kommersiella system (BRF)
  • Badhus, idrottsanläggningar,
  • Poolvärme

Figur 3. Hybridpaneler är lämpliga för både mindre system så som villor och större bostadhus. Bild: DualSun.

 

Ett PVT-system är fördelaktigt då temperaturen på vattnet inte måste vara speciellt hög, exempelvis kan systemet kombineras med extern värmepump eller pelletsbrännare, systemet kan också kombineras med bergvärme då värmen från PVT-systemet ser till att hålla borrhålet varmt. PVT-systemet används alltid i kombination med en värmepump och/eller värmelager. Exempel på kombinationer nedan:

Figur 4. Olika tillämpningar av PVT-system. Bild DualSun

 

Energiutbyte

 Energiutbytet vid normala driftförutsättningar genererar en hybridpanel 186 kWh el och 800 kWh värme/m² och år, vid 10 graders drifttemperatur

Figur 5. Del av spektrumet som blir solel respektive solvärme.Bild Wikipedia.

Baserat på temperaturen på panelerna får man olika mängd värme eller el, se graf nedan.

Figur 6. Termisk uteffekt som en funktion av panelens vattentemperatur. Bild: DualSun

Slutsats

Hybridpaneler är idag tyvärr inte så vanliga och många personer känner inte möjligheterna som finns och de teknikerna som är tillgängliga. På fastigheter med en begränsad takarea eller där behovet av både elektricitet och värme finns är PVT-system definitivt någonting för fastighetsägaren att överväga! Kontakta gärna Senergia, vi har partners som är proffs på PVT

Tips om vidare läsning:

Solvärmeteknik : en handbok, Gunnar Lennermo (Länk)

DualSun (Länk)