Fängslade av solens kraft

Redan Euklides och Arkimedes ska ha funderat på hur man bäst kunde utnyttja solenergin och genom åren har många försök gjorts att tämja solens kraft. Inte så konstigt menar Peter Kjaerboe, forskare på KTH:s avdelning för energiteknik.

– Solen är motorn på jorden. Solstrålningen är det som driver vindar, havsströmmar, människor och det som driver upp tomaterna. Naturen är smart, fångar upp solenergi i vartenda litet löv.

De grundläggande principerna för att omvandla solstrålningen till värme har människan känt till länge. Soliga dagar lär Napoleon och hans mannar till exempel ha använt kokgropar i marken täckta med glasskivor för att värma mat, berättar Peter Kjaerboe.

Mer avancerade konstruktioner som närmar sig det vi idag menar med solfångare började utvecklas på 1800-talet. Då var syftet oftast att omvandla solvärmen till rörelseenergi – 1882 förevisades en sådan ”solmaskin” som drev en tryckpress i Paris. Men uppfinnaren John Ericsson experimenterade även med solfångare för att koka mat.

– Konstruktionen såg ut som en parabol och fungerade i princip som en satellit-tv-antenn, förklarar Peter Kjaerboe.

Moderna solfångare syftar, till skillnad från solceller, inte till att omvandla solenergin till elektricitet utan används i första hand för att torka vår föda och värma upp hus, tappvarmvatten eller pooler. På mit, Massachusetts teknologiska institut, användes solenergi redan i slutet av 1930-talet för att värma varmvatten. Men det dröjde innan tekniken kom till någon bredare användning.

– Solfångare är ju fantastiska – ingen förbränning, ingen koldioxid. Men länge var det bara i länder med varmt och soligt väder året runt som solfångare betraktades som ett vettigt alternativ, konstaterar Peter Kjaerboe.

I Sverige och andra solfattiga länder var intresset för solenergin under större delen av 1900-talet synnerligen måttligt. Vattenkraft och fossila bränslen var pålitligare, effektivare – och billigare på kort sikt.

– Den slutliga räkningen har vi kanske inte fått ännu, kommenterar Peter Kjaerboe.

Efter oljekrisen vintern 1973–74 förändrades bilden. Under 1970-talet startades i Sverige flera forskningsprojekt om solenergi och många rapporter och avhandlingar publicerades. När Peter Kjaerboe tog sin examen på KTH 1977 var intresset för solkraft stort.

– Många klasskamrater på institutionen intresserade sig för solenergi och min professor Folke Peterson läste mycket även om solvärme. Som handledare i exjobbet hade jag Lennart Ringblom en av de första på KTH som byggde, och mätte på, fysiska solfångare, berättar Peter Kjaerboe.

Dessa första solfångare på KTH var av den typ som än idag är vanligast, plana solfångare. De består av en svart absorbatorplåt som på baksidan är försedd med en rörslinga för värmebäraren, oftast glykol eller vatten.

Absorbatorpaketet sitter i en välisolerad låda som på översidan täcks av en eller två glasskivor.

Folke Peterson hade en idé om att ersätta de plana glasskivorna med glasrör och det var den idén som Peter Kjaerboe provade i sitt examensarbete. Han fann flera fördelar. –

Rör är mycket starkare än planglas så det behövdes inte lika tjockt glas. Det gick alltså åt mindre glasmassa och glaset blev betydligt lättare.

Trots det blev glasrören inte någon succé, hela konstruktionen var svår att hantera och kom aldrig utanför KTH:s experimentverkstad. Men Peter Kjaerboe fastnade för solenergin och har fortsatt att arbeta med solfångare på olika sätt, både inom näringslivet och som forskare på KTH.

FAKTA

Samlar solstrålar

Solmaskiner. På 1800-talet gick försöken med solenergi ut på att samla strålvärmen till en punkt där den kunde omvandlas till rörelseenergi. I Paris förevisade 1882 en sådan solmaskin som drev en tryckpress. Pressen levererade cirka 500 exemplar i timmen av en tidning kallad Soleiljournal.Solmaskiner. På 1800-talet gick försöken med solenergi ut på att samla strålvärmen till en punkt där den kunde omvandlas till rörelseenergi. I Paris förevisade 1882 en sådan solmaskin som drev en tryckpress. Pressen levererade cirka 500 exemplar i timmen av en tidning kallad Soleiljournal.

Solfångare. Som examensarbete på KTH 1977 konstruerade Peter Kjaerboe en solfångare med cylindriska glasrör istället för planglas som täckning.

Solkokare. En enkel konstruktion tänkt för användning i fält. Med hjälp av modern reflektorteknik beräknades modellen, framtagen av Åke Lindberg, Strängbetong AB och Peter Kjaerboe, VIAK AB på 1980-talet, kunna bli åtskilligt mer prisvärd än 1800-talets motsvarigheter.
 

Text Ursula Stigzelius

KTH Magazine 01 JUNI, 2014

Först publicerad i tidningen KTH&Co 2, 2014