Värm ditt hus på vintern med sommarens sol

soltak

Många som skaffar solpaneler i Sverige kan försörja sitt hus med ström – på sommaren. Skaffar de batterier eller utnyttjar vattenkraften som batteri kan de även strömförsörja huset på natten.

Stora problemet är dock den svenska vintern. Några få timmar lågt stående sol kan inte generera tillräckligt med ström för att värma upp huset. Precis när man behöver mest energi, när det är som kallast under långa mörka vinternätter lyser solen med sin frånvaro.

Därför döms solkraft ofta ut som opraktisk här uppe i norden. Den fungerar på våren, sommaren och hösten – men inte när den skulle behövas som mest, under vintern. Därför behöver även hus med solpaneler hämta el från elnätet på vintern. Man kan inte kapa ledningarna.

Det är inte praktiskt genomförbart att lagra elen i batterier. Hemmabatterier som Teslas Powerwall kan lagra tillräckligt med el för några få dagars drift – inte månaders. Vissa har då föreslagit vätgas som lösning, att spjälka vatten till vätgas på sommaren och värma huset med vätgaset på vintern. Förutom att det kostar extremt mycket är vätgastanken som då skulle behövas väldigt stor och explosionsfarlig. Flödesbatterier kan te sig något bättre då de “bara” är jättedyra och skrymmande – de är inte explosionsfarliga i alla fall.

MOST

Professor Kasper Moth-Poulsen och hans forskarkollegor på Chalmers Tekniska Högskola har tagit fram ett lovande alternativ: Molecular Solar Thermal (MOST) energilagring. Idén går kort ut på att lagra solenergi inte som el utan som kemisk energi.

Systemet består av en vätska innehållande noggrant skräddarsydda, komplexa molekyler, särskilt utformade så att de kan anta två olika, stabila former med två olika energinivåer. När vätskan belyses med solljus ändrar fotonernas energi en av molekylens dubbelbindning till två enkelbindningar. Molekylen ändrar då form, den vrider sig lite och får ett högre energiinnehåll.

Vätskan kan nu lagras i tank i månader. Molekylerna behåller sin form och därmed den lagrade energin.

På vintern när man vill komma åt energin igen låter man vätskan passera en katalysator belagd med silvernitrat (samma ämne som användes förr i tiden vid tillverkning av fotografisk film). Då återgår molekylen till sin lägre energinivå med dubbelbindning igen och energin som då frigörs avges i form av värme. Vätskan kan därefter åter “laddas” med solljus och processen kan återupprepas om och om igen.

Ett färdigt system till ett hus skulle kunna bestå av en tank innehållande vätska med lägre energinivån. Därifrån pumpas vätskan genom en solfångare som liknar dem man använder till att värma vatten med solljus. Därefter lagras den laddade vätskan med högre energinivå i en annan tank till vintern. På vintern pumpas vätskan till en katalysator där den avger värme man kan värma sitt hus med. Därmed tappar den sin energinivå och kan åter lagras i tank 1 redo för nästa varv på sommaren.

På så sätt värms huset på vintern av sommarsolens lagrade energi. Värmen skapas direkt via kemiska reaktioner, utan att omvandlas till el på vägen.

MOST är fortfarande på forskningsstadiet. Forskarna letar fortfarande efter bästa möjliga molekylen som kan lagra mest energi. Talande för utvecklingen är dock att första rapporten om MOST från 2012 talade om 10 Wh energi per liter vätska, och att vätskan värmdes upp 25 grader när energin frigjordes. Senaste rapporten som publiceras i maj i år vittnar om att de har lyckats öka energidensiteten till 155 Wh per kg med ett teoretiskt maximum på 257 Wh per kg – samma energidensitet som i Tesla Model S batterier! Och vätskan värmdes upp 60 grader när energin frigjordes.

Framtidens hus kanske har solceller för att försörja dem med el, batterier som lagrar elen över natten – och solfångare och tankar med MOST-vätskor som lagrar sommarsolens värme till kalla vinterdagar.

Tagged , , , . Bookmark the permalink.