Solen - vores vigtigste energikilde
Solen er vores absolut vigtigste og største energikilde, der producerer enorme mængder energi ved omdannelse af brint til helium i dens kerne.
Vi bruger solens stråler direkte i solfangere og i solceller, men den energi, vi får fra bioenergi, vindmøller og vandkraft, kommer også oprindelig solen. Når solens stråler bruges af planter, dannes der biomasse, og når solens varmer jordoverfladen, dannes der trykforskelle i atmosfæren, der får det til at blæse, og når solens stråler opvarmer vandet, fordamper det, og skaber det regnvejr, der gør, at vi kan udnytte vandkraften i floder.
Af den solstråling der rammer jorden, er der en del, der absorberes i atmosfæren, og en del der reflekteres tilbage til rummet. Det er heldigt, at ikke al solstrålingen når jorden, da noget af den kortbølgede ultraviolet stråling er meget skadelig for os. Det er ozonlaget højt oppe i atmosfæren, som skærmer os mod disse stråler.
Ved atmosfærens overflade modtager vi 1367 W/m2, og efter at dele af lyset er blevet reflekteret tilbage eller absorberet, er der ca 1000 W/m2 tilbage ved jordens overflade, målt på en flade vinkelret på solen på en skyfri dag. Med optimal udnyttelse af Solens kraft, ville vi uden problemer kunne forsyne hele verden med energi både nu og i fremtiden. Den energimængde vi modtager fra solen er nemlig omkring 6.000 så gange så stor, som den mængde vi menensker bruger i dag. Ifølge Teknologirådet indstråler solen årligt, hvad der svarer til energien i 100 liter fyringsolie på 1 m2 dansk jord.
Solenergi bruges primært på to måder i Danmark
- Solceller: I en solcelle bliver solens lys omdannet til strøm. Desværre er solceller endnu ikke specielt effektive, da de kun udnytter ca. 15-20 % af solens stråler til produktion af el. Derfor vil der i fremtiden være en stor gevinst, hvis solcellerne bliver mere effektive.
- Solvarmeanlæg: Her udnyttes solen stråler til opvarmning af vand, som kan bruges til varmt vand i husholdningen og til opvarmning af boligen. Solens stråler opvarmer en væske i solvarmeanlægget, der cirkulerer mellem solfangeren og husets varmtvandsbeholder, hvor væsken afgiver sin varme.
Mere solenergi i fremtiden
Der er sket en kraftig stigning i antallet af solceller og solvarmeanlæg i Danmark de seneste år. I 2021 producerede solcelleanlæg 3,6% af det samlede danske elforbrug.
Solvarme
Et solvarmeanlæg omdanner solenergi til varme, der kan anvendes til at skaffe varmt vand i hanerne eller til at opvarme bygninger. Mindre solvarmeanlæg på nogle få m2 til produktion af varmt brugsvand er almindelige på hustage i mange lande. I Danmark er der installeret i alt 1,6 millioner kvadratmeter solfangere fordelt på 120 store anlæg (2019). På et interaktivt kort kan du ses varmeproduktionen live. De står tilsammen for ca. 2% af fjernvarmeproduktionen i Danmark. En af verdens største solvarmeanlæg blev opført i Silkeborg i 2016. Den er på 156.000 m2 og kan dække 20 procent af det årlige varmeforbrug i Silkeborg svarende til 4.400 husstande.
Ud over de store anlæg er der ca 40.000 små private anlæg på 3-7 m2 installeret på tage i DK.
Sådan fungerer solfangere
De fleste danske solvarmeanlæg består af plane/flade paneler bestående af en aluramme med en glasfront. Inde i rammerne er der et rørsystem med frostvæske. Væsken løber eller pumpes fx til en tank eller varmtvandsbeholder, hvor den via en varmeveksler afgiver varme til det varme brugsvand eller til fjernvarmenettet.
Da solvarmeanlæg producerer mest varme om sommeren, hvor vi har mindst behov for varmen, har store solvarmeanlæg lagertanke under jorden, hvor det varme vand kan lagres for at blive udnyttet i perioder med mindre sol.
Solvarmeanlæg
Solfangere omdanner 50-80% af den solenergi der rammer dem til varme, hvilket er væsentlig højere end effektiviteten på solceller, der kun omdanner omkring 20% af den energi, der rammer dem til elektricitet. Elektricitet kan dog bruges til mange flere forskellige ting end varme, men er der behov for varme, er solfangere mere effektive end solceller.
Solenergi
Halvanden times solenergi er nok til at dække hele verdens årlige energibehov, hvis vi ellers var i stand til at udnytte den optimalt. Der er et stort potentiale i solenergi, og på verdensplan er det den største energiressource på niveau med vindenergi. På en solskinsdag i Danmark skinner solen med en lyseffekt på 1000 Watt pr. m2, men der er stor forskel på, hvor meget solen skinner afhængig af årstiden og vejret. På en overskyet dag er effekten ca. 300 Watt pr. m2.
Solcelleanlæg ved vandel
Solceller
Mange forveksler solvarmeanlæg og solceller. Et solvarmeanlæg er dog noget helt andet, da det producerer varmt vand og varme, hvor solceller producerer el. Solceller producerer elektricitet gennem en direkte omsætning af lysets energiindhold. Solceller producerer el helt uden bevægelige dele, og der er derfor tale om en meget robust og driftsikker teknologi.
Solcelleanlæg er karakteriseret ved deres modulære opbygning, som betyder, at de består af et antal solcellemoduler (også kaldet paneler), som kobles sammen til at give anlægget den ønskede strømstyrke og spænding.
I udviklingslande kan solceller give afsides beliggende egne adgang til elektricitet.
Fremstillingsomkostningerne på solcellepaneler er faldet drastisk, og effektiviteten er øget. Solceller er i dag derfor relevante i mange, både små og større sammenhænge til elforsyning. De øgede priser på strøm, bl.a. som følge af krigen i Ukraine, betyder, at det er mere rentabelt at investere i et solcelleanlæg.
Ifølge en statistik, som er udarbejdet af Energistyrelsen, var der pr. 1 april 2022 nettilsluttet 114.848 solcelleanlæg i Danmark med en kapacitet på 1,954 GW. Solcelleanlæg leverede i 2021 3,6% af strømmen til danske forbrugere (vindkraften leverede ca 44%).
Solceller integreret i arkitekturen
Trods prisen er det ifølge boligejernes videncenter, Bolius, alligevel ikke helt uinteressant at overveje solceller. I mange tilfælde kan de solcelleanlæg, som er bygget ind i bygningen, erstatte anden facade- eller tagbelægning. Og da prisen på solceller allerede i dag ligger på samme niveau som nogle af de dyrere facadebeklædninger som fx natursten, behøver det ikke at blive dyrere at bruge solceller. Hvis man ikke synes, man har råd til at investere i solceller i øjeblikket, kan man med fordel forberede arealer på huset, hvor de kan etableres, når prisen er mere fordelagtig.
Jordvarme er også solvarme
I løbet af sommeren tilføres de øverste jordlag energi fra solen. Energien som er lagret i jordlagene kan, ved hjælp af nedgravede jordslanger og en tilsluttet varmepumpe, udtrækkes af jordlaget hele året og bruges til at skaffe varmt vand og opvarmning. Varmepumpen er drevet af el, men producerer, pga. den energi den henter fra jorden, 3-3,5 gange så meget energi, som der er i den strøm den bruger.
