Solvärme i borrhål lönsamt – ibland

Ny avhandling: Att lagra solvärme i ett borrhål över vintern är en tveksam affär, det visar Elisabeth Kjellssons avhandling som nyligen lades fram vid Lunds Tekniska högskola. Men i vissa fall kan det löna sig.

Elisabeth Kjellson, LTH, har i sin avhandling simulerat hybridsystem med solfångare och bergvärme för att analysera systemens för- respektive nackdelar. Foto: Ingar Lindholm

Hybridsystem med solvärme och bergvärme kan många gånger vara en bra kombination. De kan öka möjligheten att ha tätare mellan värmepumparna i tätbebyggda radhusområden. Men det lönar sig inte att lagra solvärmen i borrhålet till vintern, undantaget om borrhålet är underdimensionerat. Det skriver Elisabeth Kjellsson, LTH, i sin doktorsavhandling om sol- och bergvärme.

Det finns cirka 300 000 bergvärmeanläggningar  i Sverige. Därav är det uppskattningsvis färre än 1000 som även omfattar solvärme. Den uppgiften är mycket osäker i brist på tillförlitlig statistik men intresset för solvärme i villor har stigit kraftigt de senaste tio åren. Kunskaperna om kombinationen sol- och bergvärme är dock ofullständiga. Med omfattande datorsimuleringar av olika systemkombinationer visar Elisabeth Kjellson på Lunds Tekniska högskola i sin doktorsavhandling var fallgroparna för den typen av hybridsystem kan finnas. Hennes analyser omfattar i princip enfamiljshus med enstaka borrhål, alltså inga stora anläggningar med många borrhål. Hon har själv haft solfångare med bergvärmepump men den var inte till någon större nytta för studierna: – Nej, vi fick artesiskt vatten vid borrningen (som tränger upp på jordytan) så vi kunde inte lagra värmen och då heller inte göra några mätningar, berättar Elisabeth Kjellson som nu har flyttat till ett gammalt korsvirkeshus där en pelletspanna än så länge står för uppvärmningen. Men solfångare och bergvärme ska det förhoppningsvis bli framöver.

Snåla inte med borrdjupet En av slutsatserna i avhandlingen är att inte snåla när det gäller borrdjupet: – Om man har ett borrhål som inte är tillräckligt djupt och den naturliga återladdningen inte blir tillräcklig på sommaren då kan man spara väldigt mycket el som är tillskottsenergin i systemet genom att använda solvärmen för återladdning. Även den lilla mängd solvärme som man kan få på vintern kan ge ett bra tillskott.

Är underdimensionerade borrhål vanligt? -Ja, det kan förekomma av olika anledningar. Saker och ting kan förändras efter borrningen. Man byter kanske ut den gamla värmepumpen mot en ny och som då förmodligen är effektivare än den gamla. Då suger den ut värmen mer effektivt ur hålet och på så vis blir systemet faktiskt underdimensionerat. Om grannarna borrar i närheten kan det också bli underdimensionerat om man tar ut så mycket värme ur marken att det inte hinner återladdas naturligt.

Kan bli energiförlust Hennes studier bekräftar det som många experter redan känner till: Det är i allmänhet inte lönsamt att lagra solvärmen från sommaren i ett enstaka borrhål för uttag under vintern, under förutsättning att borrhålet är tillräckligt djupt för att passa i systemet. Lagring innebär att det skapas övertemperatur i berggrunden som förhoppningsvis ska kunna utnyttjas vintertid. – Mina resultat visar att värmen sprids ut och temperaturen hålls inte kvar så länge i berggrunden. Dessutom drar det energi att pumpa ner värmen i berggrunden. I värsta fall kan man göra av med mer energi än man vinner, säger hon och fortsätter när det gäller pumpar:

– Många gånger har man lite slentrianmässigt anskaffat en kanske billig cirkulationspump och låtit den gå väldigt  långa drifttider, speciellt när man återladdar. Det drar mycket el. Man bör använda pumpar med hög verkningsgrad. Det är faktiskt lönsamt att satsa på energieffektiva pumpar.

Lönsamt bland radhus Ett exempel då återladdning med solvärme i borrhålet kan vara klokt är i områden där det är tätt mellan borrhålen, exempelvis i radhusområden med små tomter där grannarna har liknande system. Då hinner inte marken återladdas naturligt och kan behöva hjälp av solvärmen som alltså blir en förutsättning för att kunna ha relativt tätt mellan borrhålen.

Elisabeth Kjellsson understryker hur viktigt det är att inte snåla med borrdjupet när anläggningen skapas: – Man ska dimensionera ordentligt från början när det gäller borrdjupet men man kan förbättra prestanda i en anläggning med solvärme. Dessutom sparar man ju alltid el med solvärme för tappvarmvatten, även i ett värmepumpssystem.

Vad hoppas du att din avhandling ska leda till? – Kanske till ökad förståelsen för den här typen av system och att man förhoppningsvis dimensionerar korrekt.

Hon deltar nu i ett EU-projekt med syfte att främja användningen av solenergi i Europa där Frankrike, Tyskland, Spanien och Portugal är pådrivande: – Vi ska underlätta för solenergi genom lokala initiativ, alltså på kommunnivå. Det kan handla om förbättringar när det gäller beslutsgångar, administration, planförutsättningar, bidrag med mera. Jag jobbar ihop med Malmö stad när det gäller de här frågorna.

 Lars Eriksson

Energi & Miljö 1/2010