Forskning

Aktuellt

Om Mistra

Forskning

Aktuellt

Om Mistra

Publicerad 2021-05-26

Solpaneler kan förändra marknaden för bergvärme

Att utveckla en integrerad värme-, kyl- och elsystemlösning för europeiska byggnader, med bättre nyttjande av mark. Det är målet med projektet SmartSol som drivs inom Mistra Innovation 23. Tekniken har visat sig fungera i simuleringar och nu förbereds pilotförsök.

Mistra Innovation 23 har som syfte att ge små och medelstora företag möjlighet att utveckla innovativa idéer till kommersiella och miljöanpassade produkter, processer och tjänster i samarbete med akademin. Arbetet inom SmartSol bygger på det tidigare projektet Solhybrid som finansierades genom Mistra tidigare innovationssatsning Mistra Innovation. Projektet tog sig an problemet med att solcellers verkningsgrad minskar när temperaturen stiger och arbetade fram en solhybridpanel med kylda solceller för att öka eleffektiviteten och utnyttja kylvattnet som värmekälla. Fortsättningen SmartSol fokuserar nu på att utveckla hybridlösningar med kylda solceller för bergvärmesystem. Målet är högre energieffektivitet, lägre investeringskostnader och bättre nyttjande av marken för borrade energibrunnar.

Projektet genomförs i samarbete med Solhybrid, KTH, MegaWatt Solutions Nordic och Bengt Dahlgren Stockholm Geo. Projektledare är Magnus Johansson, vd för Solhybrid. Han förklarar att borrhålen för bergvärme kyls ned och därmed tappar i effekt. Lösningen är att placera borrhålen glest med relativt stora avstånd, vilket innebär att potentialen för att använda bergvärme minskar för tätt bebyggda områden med större fastigheter, berättar Magnus Johansson. Tekniken de nu vidareutvecklar bygger på att värmen som skapas vid nedkylning av solcellerna förs ned i de borrhål som används till bergvärmen och därmed förhindrar att de blir för kalla och tappar effektivitet.

– Kallvatten förs upp från borrhålet och kyler ned solpanelen för ökad elproduktion, den värmen går sedan tillbaka ner i borrhålet och återladdar därmed hålet – verkningsgraden ökar. Istället för nollgradigt vatten så förs tiogradigt vatten ned och istället för att utarma kärnan, själva berget som värmekälla, återför vi hela tiden energi. Det innebär att mängden borrhål, men också avstånden dem emellan kan minska och vi öppnar upp för en helt ny marknad som kan konkurrera med fjärrvärme, säger Magnus Johansson.

Ska testas på KTH:s tak

Tekniken har testats i simuleringar på KTH som visar att borrhålsavståndet kan minska med 20–30 procent. Nu återstår att se om simuleringarna stämmer överens med verkligheten. Två tester är på gång, dels ett mindre test på KTH:s tak i Stockholm, dels förs diskussioner om ett större test på ett flerfamiljshus med 50–60 lägenheter. Systemet kommer att övervakas i realtid för att se effekt, energi och hur borrhålet reagerar.

Magnus Johansson påpekar att det är viktigt att se vad som händer vid olika temperaturer och om effekten skiljer sig mellan olika platser i Sverige. För att få ut värme från hybridpanelerna krävs inte varma dagar och stark sol, den omgivande luften behöver vara fyra grader högre än temperaturen i borrhålen för att tekniken ska ha effekt. Det innebär att värme tillförs även under natten och en stor del av året. Men även om tekniken visar sig lyckosam väntar stora utmaningar, enligt Magnus Johansson.

– Om resultaten är goda är den största utmaningen på sikt är att branschen ska ta till sig tekniken, det tar arbete från de som borrar hålen och lösningen måste vara förenlig med lagstiftningen. Bergvärmepumpsentreprenörer har också optimerat sina pumpar efter rådande gradantal så antagligen behöver deras produkter utvecklas.

Samtidigt ser Magnus Johansson stora möjligheter med tekniken och hänvisar till att endast en tredjedel av alla större fastigheter kan utnyttja bergvärme på grund av de stora avstånden mellan borrhålen. Hybridlösningen gällande bergvärme är främst aktuell för de nordiska länderna och Kanada, men själva tekniken med hybridsolpaneler kan även appliceras på andra användningsområden. Magnus Johansson nämner uppvärmning till energikrävande anläggningar som simhallar och förmågan att minska värmeförlusterna för varmvatten genom att skicka ut kallare vatten i ledningarna och höja värmen med hjälp av paneler på den specifika byggnaden.

– Som litet bolag är det fantastiskt att få arbeta med KTH och ta del av den senaste tekniken och spetslösningar. Vi har inte de musklerna. Samtidigt får de vara ute med oss i verkligheten. Ofta drivs stora projekt och sedan presenteras resultaten, inom det här projektet går vi hand i hand under hela resan.

Stiftelsen för miljöstrategisk forskning stödjer forskning av strategisk betydelse för en god livsmiljö och hållbar samhällsutveckling