TM Building World 1.5.2022 Text av Reijo Ruokanen, chefredaktör
Henrik Grönqvist investerar i ett värmesystem som använder solenergi på sommaren och lagrar den till vintern.
Henrik Grönqvist hade länge funderat på hur han skulle kunna byta ut sitt gamla flisvärmesystem. Han råkade se ett TV-program om lagring av solvärme i marken och blev på allvar intresserad när han hittade Helio-storage Oy, en finsk leverantör av system för insamling och lagring av solenergi. Företaget tar hand om leverans och installation av hela systemet: värmelagringssystemet, dvs. uppsamlingsrören, installeras i marken, i borrhål, och ett Heliostorage-solfångartak installeras på taket till ett privat hus eller annan byggnad.
Uppvärmning av huset och uppvärmning av kranvattnet
På Grönqvistie installerades totalt cirka 250 kubikmeter solfångartak, som omvandlar solstrålningen till användbar värme. Solfångarna på taket cirkulerar en vatten-glykolblandning som värms upp av solen. Blandningen passerar genom en värmeväxlare och avger värmeenergi till vattenlagringstanken. Vattnet från lagringstanken används för att värma byggnadernas vattenburna golvvärme och tappvarmvatten.
På våren och sommaren produceras varmvatten och uppvärmning av byggnaderna med hjälp av den energi som genereras av solfångartaket. På hösten och vintern används den värme som genereras av solfångartaket och som lagras i lerjorden, solfångarkretsen och jordens egen värme.
Engagerade i initiativ för klimatförändringar
”Systemet har fungerat bra”, säger Herik Grönqvist.
”I augusti förra året var vi klara med allt installationsarbete och fick igång systemet. Nu håller värmesystemet på att trimmas in och optimeras för att fungera så effektivt som möjligt. I vinter kommer vi att använda den lagrade värmen från föregående sommar, som genererades av solen. Det känns bra att bidra till klimatarbetet på det här sättet.”
”Den beräknade avkastningen från taket är 120 MWh per år”, säger Mats Manderbacka, VD för Heliostorage Ltd.
Avkastning på investeringen under ett halvt år
”Projektet startade för ett par år sedan när jag installerade vattenburen värme i två ekonomibyggnader”, säger Henrik Grönqvist, deltidslantbrukare.
Nu värms byggnaderna upp med solenergi under nästan halva året.
”Om allt går bra kan jag tänka mig ett nytt projekt och utöka systemet så att det i framtiden även täcker vårt egnahemshus och två släktingars hus i närheten.”
I lerjorden på tomten vid Grönqvistie finns det totalt 450 meter kapslade, ringmonterade rör på nästan 20 meters djup. Den allra varmaste vätskan leds från solfångartaket till lagringsutrymmena i ringens inre rör, och den kallaste vätskan leds i de yttre rören.
”När solen står högt på sommaren värmer den upp solfångarna och den varma vätskan leds in i kärnan av marklagret. När solen går ner och luften kyls av leds värmen till de yttre rören. Automatiseringen tar hand om styrningen av processen.”
Värmepumpen styr systemet
Systemet tar in den varma vätska som behövs för att värma tappvarmvattnet och huset. Hela systemet styrs av en bergvärmepump som Henrik Grönqvist har installerat i verkstaden.
”Den roterar hela tiden och pumpar varmvatten-glykolblandningen från de underjordiska kollektorerna genom rör till ett styrskåp, som skickar den varma vätskan till varmvattentanken intill. Under vintern bestämmer värmepumpen när den ska hämta värme från värmebehållaren”, säger Grönqvist.
Systemet kan övervakas i realtid
I verkstaden finns en lokal datorskärm på sidan av styrskåpet som gör det möjligt att övervaka systemet i realtid. Den visar t.ex. hur värmen fördelas i de underjordiska rören, uppsamlingskretsen eller temperaturen i uppsamlingskretsens kärna. Den totala mängden lagrad energi visas också i realtid. Uppgifterna kan också läsas på distans från en dator eller smartphone.
”Styrskåpet är systemets hjärna”, säger Henrik Grönqvist.
”Om du har köpt en bergvärmepump tidigare är kostnaden för värmeinsamlings- och lagringssystemet betydligt lägre. Systemet kan till och med fördubbla fördelarna med en bergvärmepump”, säger Mats Manderbacka.
För privata hem och offentliga byggnader
Heliostorages solfångartak är tillverkat av en aluminiumprofil med en absorptionsbeläggning: den minimerar värmeavledningen från solfångaren. Beläggningen är täckt med en luftspalt på cirka en centimeter. Den övre delen av taket är tillverkat av polykarbonatglas.
”Ett solfångartak kostar cirka 200 euro per kvadratmeter. Det är vattentätt och ersätter ett traditionellt tak. Varje kvadratmeter producerar cirka 400 kilowattimmar energi per år”, säger Manderbacka.
”Taket lagrar energi på samma sätt som man köper olja för lagring. Under de kommande decennierna kommer taket att producera cirka 400 kilowattimmar per kvadratmeter energi varje år.”
”Ett system för en villa kostar cirka 20.000-30.000 euro. Den beräknade återbetalningstiden har varierat mellan 7 och 10 år på våra anläggningar.”
”Solfångartak uppfyller också brandkrav och andra krav på takbeläggning i offentliga byggnader som skolor och sjukhus.” förklarar Mats Manderbacka.
Intresse även från utlandet
Vid årsskiftet hade Heliostorage Oy:s system installerats på villor i tre olika städer, på en gård i Kehde, på Kaustby högskola och på två fabriker.
”Vi håller också på att färdigställa ett av världens största värmelager i Kina”, säger Manderbacka.
”Vi arbetar också med världens första konstgjorda kylförråd: vi tillverkar en permafrost för isbanan i Kronoby. Kyla lagras i marken i stället för värme, vilket minskar kylkostnaderna och förlänger spelsäsongen.”
Uppvärmning förbrukar mest energi
Ju längre norrut ett hus ligger, desto större andel av den totala energiräkningen går till uppvärmning. Energi används också för att värma tappvarmvatten, hushållsel och för att kyla huset.
”Uppvärmning står för cirka 50 procent av energianvändningen i ett småhus, 20 procent går till varmvatten och 30 procent till hushållsel”, säger Manderbacka.
”Ett solfångartak ger tappvarmvatten till ett småhus under cirka fyra månader om året, medan överskottsvärmen lagras i berget, det vill säga berget värms också upp. Under vintermånaderna får värmepumpen mycket varmare vatten än utan systemet, tack vare värmelagringssystemet, så pumpen använder bara vatten som värms upp av marken.”
Svaret på energiproblemen?
”Jag hade länge stört mig på att man på vintern måste värma och på sommaren måste kyla, och båda sakerna drar energi”, säger Mats Manderbacka, VD.
”Jag började fundera på att om man kunde lagra värme och kyla skulle världens energiproblem vara lösta.”
År 2008 grävde Manderbacka ett traditionellt borrhål till sitt egnahemshus och installerade en värmepump.
”Samtidigt konstruerade jag en ny typ av solfångare för garagetaket som skulle kunna ta tillvara både solenergi och värme även vid låga solvinklar.”
”Jag kopplade solfångaren till värmepumpen så att när det är varmare ute än inne i berget – ungefär 9 månader om året – kyler värmepumpen solfångartaket i stället för berget, vilket ökar värmepumpens effektivitet dramatiskt”, säger Manderbacka.
”I genomsnitt är vattnet från berget bara några grader varmare än vattnet från berget. När vattnet från solfångartaket tillförs värmepumpen vid +15 grader är värmepumpens verkningsgrad mycket högre.”
”Under fyra månader om året värmer solfångartaket upp allt varmvatten som används i vårt hus. Samtidigt lagras överskottsvärmen i berget, dvs. berget värms också upp, och under vintermånaderna är det inkommande vattnet till värmepumpen mycket varmare än utan solfångartaket.”
