Norges første storskala energianlegg med en hybrid mellom solceller og solfangere skal installeres i forbindelse med rehabilitering av Varden skole i Bergen.
Det skal benyttes fotovoltaisk/termisk hybrid solsamler, eller PVT-panel, som enkelt sagt er solceller med en solfangerkomponent. Når solcellen blir varm kan den termiske energien flyttes vekk, og komme til nytte et annet sted.
Dette har en rekke fordeler. Virkningsgraden til en fotovoltaisk solcelle synker i takt med at temperaturen i cellen øker. Siden den står i solen og har en mørk overflate er det nesten uunngåelig at den blir varm, i alle fall så lenge det ikke er vintertemperaturer.
Les også: Denne svenske, flytende vindmøllen skal konkurrere med norske Hywind
Varme gir bedre varmepumpe
Et hybridanlegg kombinerer en solfanger med solcellen. Solfangere er i sin enkleste form ikke annet enn en mørk overflate som absorberer sollys, og omsetter varmeenergien til vann. Dette vannet kan så brukes til oppvarming.
I tilfellet Varden skole er det imidlertid mer hensiktsmessig å utnytte varmen på andre måter. I stedet for å brukes til for eksempel gulvvarme, skal den termiske energien kombineres med varmepumpe i tillegg til oppvarming av tappevann.
I det nye anlegget skal det bores brønner til grunnvarmepumpe. Her vil varmen fra solcellene kombineres med varmen fra brønnene, slik at ytelseskoeffisienten til varmepumpen økes.
Dermed vil det brukes mindre energi til oppvarming totalt sett, forklarer Asbjørn Stoveland, prosjektingeniør energi og miljø i Sweco til Teknisk Ukeblad.
Det er Sweco som har prosjekteringsoppraget for Varden skole på oppdrag fra Bergen kommune ved etat for utbygging.
Selv om anlegget er unikt i norsk sammenheng, finnes slike andre steder. Stoveland forteller at de blant annet har høstet erfaringer fra Sweco i Sverige, som har installert lignende anlegg der.
Les også: Spesiell brette-metode gjør solcellepanel langt mer effektive
Skepsis til bruk av PVT-paneler
Han forteller at det eksisterer er en viss skepsis til å bruke PVT-paneler, blant annet fordi det er færre som produserer slike og at de dermed er vanskeligere å få tak i.
– Det er også en liten problemstilling i forskjellen mellom solceller og solfangere. Med solceller ønsker man en så lav temperatur som mulig, mens med solfangere ønsker man å ha en høy temperatur. Flere har påpekt at det er et grunnleggende problem med denne teknologien, siden du mister den ene når du optimaliserer for den andre. Det er her viktigheten av en komplett systemløsning kommer inn i bildet, sier Stoveland.
Når varmen trekkes ut av panelene sirkulerer en væske med lav temperatur. Denne utnyttes ved lav temperatur ved å sende den til kald side på varmepumpen.
Varmen fraktes ved hjelp av en blanding av vann og glykol. Om temperaturen ut fra panelene overstiger en viss verdi, flyttes varmen ut fra panelene. Om panelene ikke er varme, vil det ikke pumpes vann til varmepumpen. Væsken går innom en akkumuleringstank, slik at pumpene ikke skrur seg av og på hele tiden.
På samme måte flyttes varme fra brønn opp til varmepumpen ved hjelp av væske. Varmen fra PVT-panelene vil da brukes til å ytterligere øke temperaturen på denne væsken. Varmepumpen får da forsyne seg med høyere temperatur, og dermed høyere ytelseskoeffisient.
Så lenge det er en temperaturforskjell mellom PVT-panelene og væsken fra brønnen, vil systemet bidra.
Lagrer overskuddsvarme i bakken
Om varmen fra panelene ikke kan brukes til varmepumpen eller å varme tappevann, sendes denne varmen i bakken. Da får man en lokal temperaturøkning i bakken.
– Når en varmepumpe har forsynt seg med varme fra grunnen under skolen, synker temperaturen her. Dermed mister vi ikke varme på samme måte. En høy andel av varmen vi sender ned blir lagret her, og bidrar til en stabil temperatur gjennom året.
Varden skole er bygget i 1964, og har problemer med dårlig inneklima. Et så gammelt bygg er ikke spesielt energieffektivt, og har i dag et forbruk på 210 kilowattimer pr kvadratmeter.
Les også: Vil gjøre solceller mer effektive ved å sende varmen ut i verdensrommet
Sparer 41 000 kilowattimer
Etter rehabilitering og energitiltak skal dette reduseres til 39 kilowattimer pr kvadratmeter. Dette er før produksjonen fra solanlegget, både direkte og ved å øke effektiviteten til varmepumpen er regnet inn.
Rent praktisk reduseres energiforbruket fra en megawattime til 220 000 kilowattimer, forteller Stoveland.
Sweco regner med at solcellene alene skal bidra med 18 000 kilowattimer i året i ren elektrisitetsproduksjon.
Stoveland sier at de beregnet at kjølesystemet vil øke produksjonen til solcellene med omtrent 20 prosent sammenlignet med vanlige solceller.
– Vi har beregnet at vi skal redusere energiforbruket med 41 000 kilowattimer i året ved at vi øker energibetingelsene til varmepumpen og forvarmer varmt tappevann, sier Stoveland.
Vestlandet ideelt for PVT
Stoveland tror deler av Norge ligger ideelt til for å ta i bruk slike anlegg som det som bygges på skolen. For langt nord vil det kanskje være så kjølig at det ikke er mulig å utnytte seg av varmen som produseres i stor grad. Langt sør er det kanskje så varmt at det er umulig å nyttiggjøre seg av varmen som produseres.
– En kan se for seg at det er en viss sone hvor PVT-anlegg gir spesielt god mening. Bergen ligger i en slik sone, sier Stoveland, men understreker at han ikke kjenner til at det er definert noen slike soner.
Enova har gitt 552 000 kroner støtte til energianlegget på Varden skole. I tillegg har de gitt støtte til oppgradering av eksisterende bygg, og oppføring av en ny fløy bygget som passivhus, til sammen 1,9 millioner kroner. Den totale kostnaden ble i 2012 anslått til omtrent 224 millioner kroner.
Skolen skal stå ferdig til skolestart 2017.
Les også: Miljøorganisasjonene mener SSB-konklusjoner om energisparing er «komiske»
