Iværksætter fokuserer solen til billig varme
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Iværksætter fokuserer solen til billig varme

Ved en gård tæt på Sorø har Heliac testet prototypen på deres solvarmeanlæg. De store kvadrater koncentrerer sollyset i et punkt to meter bagved. Her overføres varmen til en cirkulerende væske. Hele panelet drejer sig, så det følger Solens gang på himmelen. Illustration: Heliac

Det er en gammel talemåde, at hvis noget lyder for godt til at være sandt, så er det nok, fordi det ikke er sandt. Den sætning hænger og svæver lidt over mødet med Heliac. For den solvarmeløsning, virksomheden har arbejdet med de seneste to år, kan meget vel gå hen at blive en undtagelse fra ovenstående regel.

»Når vi møder erfarne solvarme­folk, siger de næsten allesammen tre ting: ‘Hvor er det smart!’, ‘Hvorfor er der ingen, som har tænkt på det før?’ og ‘Lad os nu lige se, om det holder’,« fortæller stifter og administrerende direktør i Heliac Henrik Pranov.

Illustration: MI Grafik

Derfor har han og hans syv ansatte et stærkt fokus på, om de måske skulle have overset noget i udviklingen.

Men lad os lige tage en tur rundt om teknologien, der normalt går under navnet termisk CSP (Concentrated Solar Power): Udgangspunktet for solvarmeanlægget er både simpelt og meget komplekst.

Henrik Pranov havde gennem forskning på Risø arbejdet med nanostrukturerede plastoverflader og i den forbindelse oprettet flere virksomheder. Men ideen til Heliac begyndte med et DTU-projekt, støttet af Innovationsfonden, med det formål at sprøjtestøbe funktionelle overflader til brug i fødevareindustrien.

I løbet af projektet erkendte deltagerne, at det ville være bedre at trykke dem i en roll-to-roll-proces. Den blev udviklet i samarbejde med Danapak Flexibles i Slagelse, som på det tidspunkt var ejet af Arla. Men Henrik Pranov kunne se, at teknologien kunne bruges til andre ting end de yoghurtafvisende overflader, som Arla efterspurgte:

»Man kunne godt sige, at vi havde en teknologi, som bare gik og manglede et produkt. Vi vidste, at vi kunne trykke meget store overflader billigt, så det var oplagt at kigge på noget, som krævede store arealer, og her var solvarme spændende,« fortæller han.

Fladt forstørrelsesglas

Ideen er grundlæggende en plast­overflade med den struktur, der bruges i en Fresnel-linse – altså i praksis et kæmpe forstørrelsesglas, der er fuldstændig fladt.

Først blev der arbejdet med en prototype, hvor linserne sad i en parabol. Men i 2016 kom gennembruddet. Linserne blev gjort gennemsigtige og koncentrerede lyset på en lille varmeveksler, som sidder i brændpunktet to meter bag ved linsens centrum.

Direktør og stifter af Heliac Henrik Pranov viser de printede fresnel-linser. Ved hjælp af en roll-to-roll- teknologi er det muligt at printe fem kvadratmeter i sekundet. Prisen på linsen udgør cirka én procent af den samlede anlægsomkostning. Illustration: Bjørn Godske

Konstruktionen indeholder nogle helt klare fordele: Den er relativt let, den kan vinkles i forhold til Solen, og så kan den stilles vandret, hvis vinden bliver for kraftig.

Sammenlignet med traditionelle solfangere har Heliac også den fordel, at fremløbstemperaturen i varmemediet kan være langt højere. Hvis væsken er vand, kan den komme op på cirka 95 grader celsius mod cirka 60-70 grader celsius i et traditionelt anlæg. Hvis væsken er en olie, så kan den komme helt op på 350 grader celsius. Der betyder, at energien i princippet kan bruges til produktion af el og lettere gemmes i et sæsonlager.

I dag har ledelsen, venner, familie, investeringsselskabet Capnova og en række business angels investeret i alt 10 mio. kr. i Heliac. De første prototyper er ved at blive testet på en gård ved Sorø, og i løbet af 2018 skal det første større anlæg forhåbentlig bygges ved E.ON’s fjernvarmeværk Lendemarke på Møn. Her skal det supplere det halmfyrede varmeværk og muligvis også medvirke til, at varmeværket kan lukke helt ned i sommerperioden.

Tålmodighed er afgørende

Men rejsen fra en god idé til et produkt og en prototype er lang, og ofte kan ventetiden på de enkelte dele overraske:

»Hvis vi skal have fremstillet et nyt værktøj til at trykke med, kan det let tage tre måneder, og så skal der også lige være plads i produktionen hos Danapak. En byggetilladelse til projektet tager også tid – i det her tilfælde omkring ni måneder, så man skal virkelig have stor tålmodighed. Men vi føler også, at vi er en del af noget større, når det gælder solvarme,« forklarer Henrik Pranov.

‘Noget større’ dækker også over det netværk af virksomheder og institutioner, som Heliac har bygget op omkring deres solvarmeløsning. Foruden Danapak Flexibels og Siemens tæller netværket Aalborg CSP, der er eksperter i koncentrerede solvarmeanlæg og som står for byggeprocessen, samt energiselskabet E.ON, der ved, hvordan et anlæg skaleres op. Hertil kommer videninstitutioner som Frauenhofer og amerikanske NREL, der kommer til at stå for en del af valideringen.

For når alle de rosende ord til ideen og den praktiske gennemførelse skal udmøntes i en forretning og etablering af egentlige anlæg, så er der kun én ting, der tæller: prisen pr. produceret kWh varme.

Heri skal indregnes alle de poster, som tænkes kan: selve solfangeren, byggeomkostninger, styreelektronik, service og vedligehold. Derfor er det vigtigt at have en respekteret organisation som NREL.

»NREL har sammenlignet næsten alt, hvad der i dag findes inden for CSP, så hvis vi kan få dem til at validere vores tal, har vi noget, vi kan sammenligne med og bruge til at overbevise folk ude i verden om, at vores løsning er god,« siger Henrik Parnov.

Solvarme til den halve pris

Og hvor god er den så? Ja, da der ikke i dag er bygget et fuldskalaanlæg, så beror det på forsøg med prototyper og beregninger, men Henrik Pranov og folkene bag Heliac tror, at deres solfanger vil kunne halvere prisen på fjernvarme fra et solfangeranlæg sammenlignet med de anlæg, der findes i dag.

Men han erkender også, at der stadig er mange ubekendte tekniske faktorer, som skal afklares; for eksempel hvordan de store plastlinser bedst udskiftes, for det skal de helt sikkert, hvis anlægget skal holde i 20-25 år. Også spørgsmålet om vejrbestandighed og hele integrationen med resten af energisystemet skal undersøges til bunds.

...men det svære ligger i at holde Fresnellinserne rene og at holde dem i fokus (de har det med at slå sig når de bliver varme).
Interessant projekt, glæder mig til at høre mere.

  • 9
  • 0

Jeg tænker det er de færreste private der har plads til sådan en ting i haven.
Jeg tænker også at fjernvarmen ikke giver bøvlet med vedligeholdelse af sol-følge-mekanikken.

Hvem så ?

  • 0
  • 7

Er den ikke farlig i den forstand at den burde være hegnet ind, så børn og andre ikke opdager på den kedelige måde hvad der sker i fokuspunktet?

  • 2
  • 5

godt så,
memo to self --- lær at læse....!

"folkene bag Heliac tror, at deres solfanger vil kunne halvere prisen på fjernvarme fra et solfangeranlæg sammenlignet med de anlæg, der findes i dag."

når jeg tænker tilbage på de gange jeg har kørt forbi steder i mens fjernvarmen var i gang med at installere solfanger, så gør de det jo med simple stålstænger der bankes i jorden og paneler der monteres på det simple stål stativ.
En process der er fuldt færdigt modnet.

Her skal der graves ud til fundament, støbes, ventes på tørring, så montere en hel del mekaniske komponenter.

Med de priser nuværende solvarme(i fjernvarmen) kan laves til, vil det godt nok være imponerende hvis de kan halvere priseren, set over 30 år, inklusive vedligehold af mekanik og udskiftning af X antal fresnel linser mv.

  • 1
  • 2

Spændende ny teknologi. Hvis disse linser kan åbne for muligheden til at opvarme et lager til 150-200 grader i dagtimerne, så kan man jo høste energi fra lageret om natten og ved overskyet.
Det vil så kunne være “decentral kraftvarme” på en ny måde. Spændende om det kan lade sig gøre.
Men det kræver at folien kan holde til vind og vejr.

  • 8
  • 0

Nogen der kan hjælpe med en sådan varmeveksler til fokuspunktet? Data? Forhandlere? Vil gerne bruge en i en fokusfødet parabol

  • 1
  • 0

Det kan næppe gøres billigere end med vacuumrør, hvis man nøjes med 95 grader vandtemperaturer

Derfor er det nok bedst egnet til olieopvarmning til 350 grader.

  • 1
  • 0

Jo, men det gælder jo også fotovoltaikanlæg (600 V

Hvad der måtte gælde for andre anlæg ændrer ikke ved at dimsen på billedet i artiklen vil flytte brændpunktet ned i menneskehøjde når solen står højt på himlen. Der er intet der stopper en fra at komme til at stikke hånden ind der. Lyset er usynligt så du ser ikke faren.

Den bør monteres med sikkerhedsafskærmning nær brændpunktet og hele anlægget bør indhegnes. Blandt andet arbejdstilsynet får et flip hvis de bliver opmærksomme på hvordan den er lige nu. Også selvom det er en prototype.

  • 2
  • 6

mod cirka 60-70 grader celsius i et traditionelt anlæg

Om sommeren koger mit traditonelle anlæg (vakuumrør), vandet uden problemer på dage, hvor solen skinner fra en skyfri himmel.

Det er der jo nok...


Det er en relativt almindelig måde at gøre det på - så almindelig, at det er omtalt på Wikipedia:

Since plastic Fresnel lenses can be made larger than glass lenses, as well as being much cheaper and lighter, they are used to concentrate sunlight for heating in solar cookers, in solar forges, and in solar collectors used to heat water for domestic use. They can also be used to generate steam or to power a Stirling engine.

Det fremgår såvidt jeg umiddelbart kan se ikke hvad, der er det nye?

Det ligner at det er 12 kvm fordelt på to brændpunkter. Så det er endnu højere effekt. Og hvad nu hvis styringen svigter, så at brændpunktet er et uventet sted?

Ud fra billedet ser det ud somom brændpunktet er en del af den drejelige konstruktion(?)
Skulle styringen svigte vil lyset være ude af fokus, hvorfor en forholdsvis lille sikkerhedsskærm vil være tilstrækkeligt til at forhindre høje temperaturer på utilsigtede steder.

Man kan selvfølgelig ikke holde hånden ind foran fokuspunktet, ligesom man heller ikke kan holde hånden inde i et tændt oliefyr - altså uden at brænde sig.

  • 2
  • 0

Så vidt jeg kan se på billedet er der eet fokuspunkt Per fresnell-linse, dvs at det viste anlæg har 8 brændpunkter. Andet end et brændpunkt Per linse ville heller ikke give mening.

  • 3
  • 1

Det er da noget spændende noget men da ikke noget nyt men ok ,det forekommer mig at i Afrika har de noget lignende der laver damp som så laver strøm

  • 0
  • 0

http://www.sunwindenergy.com/solar-thermal...

Dén løsning er traditionelle flade spejle der roteres omkring een akse, og reflekterer lyset op til et vacuum-rør, i stil med de kendte parabel-skålrender med spejlbelægning.
Spejlene er arrangeret på parallele linier, og hver linie roteres for sig. Derved opnås en slags Fresnel-virkning, dog som refleksion retur i retning af solen, ikke som transmission gennem den virtuelle linse - man kan diskutere hvor meget det har med Fresnel-princippet at gøre. Jeg kunne ikke lige finde noget om netop det aspekt.

  • 0
  • 0

Kan man ikke helt lavpraktisk montere linserne inde i en standard termorude med to lag glas. Så kan glasset beskytte linsen mod slid og snavs. Den minimale brydning i de plane glaslag kan vel medberegnes - eller betragtes som betydningsløde?

  • 3
  • 0

Jeg finder konceptet spændende, og hilser udviklerne alt mulig held fremover. Jeg håber inderligt at dette er det helt nye erhvervseventyr, og at ønsket om at kunne levere varme til 1/2'pris bliver virkeligt. Men jeg tror bare at det bliver svært overkommeligt at føre ud i livet, men jeg ser gerne projektet blive ført ud i virkeligheden.

Når det er sagt, så tror jeg ikke rigtig på ideen. Den er for komplex. Med 2 akser og bevægelige dele er der meget der kan gå istykker på et storskale anlæg. Der er muligt at linserne er prisbillige, men gear og motorere og styring - er ikke! Systemet har muligvis sine fordele hvor pladsen er trang, og man har brug for en høj temperatur.

Et system som dette tror jeg meget mere på. Parabolen kan flippe helt rundt, hvis systemet er ved at stagnere, eller hvis der er voldsom vind. Der er kun 1 akse, men aksen er lang, og IMO er der færre ting der kan gå i stykker.
http://tessant.wpengine.netdna-cdn.com/wp-...

  • 1
  • 0

Så vidt jeg kan se på billedet er der eet fokuspunkt Per fresnell-linse, dvs at det viste anlæg har 8 brændpunkter. Andet end et brændpunkt Per linse ville heller ikke give mening.

Linserne er ikke ens. De er fokuseret på de to sorte plader bagved. Det kan han lave ved at have to typer linser. En type til de yderste og en anden til de inderste. Dem til venstre er samme panel som dem til højre men roteret 180 grader. Øverste række fokusere på øverste sorte plade og nederste række på nederste plade.

Og hvis styringen svigter, så vil brændpunktet godt nok miste fokus men kun gradvist. Hvis den rammer 10 cm ved siden af vil det være livsfarligt at nærme sig. Du kan ikke se et brændpunkt i fri luft og opdager først hvor det er når du bliver forbrændt.

Styringen kan svigte på flere måder. Den kan gå i stå. På grund af et mekanisk problem eller et elektronisk, herunder strømsvigt eller sikring der slår fra. Eller den kan tracke ved siden af, så at brændpunktet konstant rammer en smule ved siden af de sorte plader.

Der er ikke noget galt i princippet eller i anlægget, men man skal passe på sig selv og andre. Som den er, er anlægget farligt og uforsvarligt. Det bør kunne fikses ved at montere den manglende afskærmning og indhegning.

Specielt er anlægget farligt for dem der ikke forstår virkemåden og for børn.

  • 0
  • 3

Er der nogen som har viden om solluftfanger foran luft til luft/vand varmepumpe.
Tanken er at en form for simpel luftsolfanger(som kan bygges billigt) vil kunne booste ydelsen .?

  • 2
  • 0

Linserne er ikke ens. De er fokuseret på de to sorte plader bagved.


Linserne er ens, og der er 8 sorte plader.
billeder viser godt nok kun de 2 plader, resten er skjult bag linserne.

Og hvis styringen svigter, så vil brændpunktet godt nok miste fokus men kun gradvist.


Hele vandrørssystemet, kollektorer og linser følges af som følge af styringen, stopper styringen vil
brændpunktet hurtigt "forsvinde" i takt med solen flytter sig, der skal ikke megen vinkling til før en Fresnel linse spreder mere end den fokuserer.

Det er netop alle disse bevægelig ting og dermed tilhørende vedligehold, der gør at det skal være mere end ekstremt billigt at producere, før det kan opveje det ekstra vedligehold der er kontra traditionelle solfangere og samtidigt halvere prisen.

Flemming Ulbjerg må korrigere mig, men jeg mener at huske fjernvarmes solfangere som værende nede omkring 12-15 øre/Kwh.
Det er en pris der er så lav at halvering lyder mig noget urealistisk

Bare beton fundamentet alene koster pænt mange penge.

  • 1
  • 0

Det tror jeg ikke du har ret i men det gør ingen forskel. Solens effekt er 1000 watt per kvadratmeter. Vil du lade din søn lege i nærheden uden afskærmning eller nogen andre advarsler om fare?


jeg er ganske enig med dig i situationen omkring manglende sikkerhed.
Det syntes jeg selv jeg forsøgte at gøre opmærksom på i mit skriv omkring de 1000Watt på 10x10cm og at det svarede til at sætte hånden direkte på glasruden af en overtændt brændeovn.

Med lidt held vil man "nøjes" med ret kraftige andengrads forbrændinger.

  • 0
  • 0

Det ekstra lag glas vil spejle noget at lyset, tilbage mod solen og det vil have de samme problemer med snavs og slid som linserne og total vægten og pris fordobles sådan ca.

  • 1
  • 0

Vacuumtør yder kun lidt mere end traditionelle solfangere til fjernvarme.
Vacuumrør er betydeligt dyrere og noget mere krævende med vegligrhold.
Flade store paneler kan rigeligt levere de ønskede temperaturer med en høj effektivitet.

Har du nogen referencer?

Hvilket vedligehold er der med vacuumrør?
Jeg må med skam erkende, at jeg ikke har vedligeholdt mine.

Her koster et vacuumrør ca. 100 kr (0.1 m²) - hvad koster det i Danmark?

  • 1
  • 1

Har du nogen referencer?

De danske anlæg til fjernvarme bliver normalt udbudt i licitation hvor den afgørende parameter er pris / ydelses forholdet.
Altså den det byder den laveste pris for et givent dnlæg med en given ydelse går ordren.
Nogle få gange er der budt med vakuumrør, men har hver gang været en hel del dyrere end de øvrige bud.
Vakuumrør har tendens til at miste sit vakuum ovet tid og skal derfor skiftes hvis ydelsen skal opretholdes.

  • 4
  • 0

Bare et par uddybende kommentarer til diverse indlæg:

Angående sikkerheden, så kan man godt holde sin hånd i fokuspunktet i et par sekunder før det bliver for varmt, og man får ikke brændmærker med mindre man holder den der for længe, 10-20 sekunder (hvilket man ikke gør da den varmes gradvist op). Den største udfordring er i forhold til øjnene (hvor man heller ikke bliver akut blind, men dog får pletter for øjnene hvis man kigger ind mod linsen), og derfor vil alle anlæg også blive afskærmet for uvedkommende.

Angående prisen, så er to drejegear ikke særligt dyre, og man kan få dem så de er vedligeholdelsesfri i 25 år, Resten er almindeligt galvaniseret stål, aluminium eller glas. Det eneste der skal udskiftes af og til er plastfolien der vil blive langsomt nedbrudt af UV stråling. Det forventes at de skal udskiftes ca. hvert 5 år i Danmark. Folien er billig og anlægget er lavet så udskiftningen er let og hurtig.

Fresnel linser er ikke en ny opfindelse, men det nye her er at vi kan producere dem meget hurtigt og billigt. Til sammenligning koster en tilsvarende linse i en storskærm i størrelsesordenen 1000 kr, hvor vi kan fremstille den til ca. 25 kr. Det tager ca. 1 minut at fremstille en linse til en storskærm, hvor det tager ca. ½ sekund for os.

I forhold til det rent tekniske, så er der 8 ens linser der hver fokuserer lys på hver deres modtager. Modtageren er to sammensvejste, tynde stålplader med cirkulerende vand i mellem, som er coatet med en absorberende coating. En linse på ca. 2 m2 leverer omkring 1.5 kW til vandet, så den viste enhed leverer omkring 12 kW termisk effekt (når solen skinner med 1000 W/m2, normalt på solens retning).

  • 11
  • 0

Vacuumrør er betydeligt dyrere og noget mere krævende med vegligrhold.

Vakuumrør har tendens til at miste sit vakuum ovet tid og skal derfor skiftes hvis ydelsen skal opretholdes.


Udskiftning ved fejl kan ikke kaldes vedligeholdelse.
Der kan være tale om dårlig kvalitet eller at rørene ikke kan holde til danske forhold; men vedligeholdelse er det ikke.

Til nød kan der være tale om vedligeholdelse af anlægget i sin helhed ved udskiftning af fejlbehæftede vakuumrør.

Hvordan opdages fejlene, er der dug indvendig i rørene eller måler I på hvert enkelt rør? Eller?

  • 0
  • 3

Modtageren er to sammensvejste, tynde stålplader med cirkulerende vand i mellem, som er coatet med en absorberende coating

1) Har I føringskanaler (spiral eller labyrint) inde i modtageren, eller er det et rektangulært volumen?
2) Hvilken stålkvalitet bruges?
3) Hvor stabil er coating og stål overfor saltholdig luft?
4) Er der isolering bagpå modtageren?
5) Hvordan afhænger ydelsen af graden af overskyethed (diffust lys) ?
6) Har I regnvejrsstyring af retning så panelerne selvvaskes i vindretningen?
7) Er der detektering af slør i mekanikken, så panelerne ikke ruskes løs i vinden?
8) Er retningen styret af vinkelmåler eller pyranometer?

  • 0
  • 1

Der kommer jo ikke mere solenergi per areal, men selve modtageelementet kan opvarmes mere.
Spørgsmålet er så, om den højere temperatur på vandet kan betale for kompleksiteten?
Lidt simpelt kan det koges ned til om 2m3 50 grader varmt vand er bedre eller dårligere end 1m3 100 grader varmt vand.
Det var en meget forenklet sammenligning, for 40 grader varmt vand har næppe megen værdi, men 100 grader varmt vand er værdifuldt.

  • 3
  • 1

Med 2 akser og bevægelige dele er der meget der kan gå istykker på et storskale anlæg. Der er muligt at linserne er prisbillige, men gear og motorere og styring - er ikke!

Nu kan vi ikke se det på opstillingen på billedet, men bevægeligheden kan laves med to almindelige servomotorer med gevindstænger.

Det burde være ganske holdbart, og er noget man har brugt på parabolantenner i mange år.

Controlleren kan laves med en Arduino.

  • 1
  • 0