Solvarmt året om i Haninge
I Haninge, söder om Stockholm, lagras solvärme i stenmjöl. Ett mindre system är redan på plats och i vår byggs ett lager som blir Sveriges största i sitt slag på en plats i närheten. Tekniken är en svensk innovation.
Solvärmeslingorna i marken. Foto Jan-Erik Eskilsby
Brittsommarsolen värmer fortfarande dagen då Kaj Nilsson och Jan-Erik Eskilsby visar den nya solvärmeanläggningen vid Rudan centers ungdomsgård och kårhus i Haninge. Glada rop och skratt hörs från en grupp barn som leker på en gräsplan några tiotal meter bort. Just där vi står är marken täckt av grus och jord som snart ska få ett nytt grästäcke. Under sommaren var en stor del av planen utanför centret förvandlad till en två meter djup grop fylld av slingrande slangar. Gropen är nu igenfylld och det enda som avslöjar det 1 600 kvadratmeter stora solvärmelagret är ett hål i marken med en stege ner till fördelningsbrunnen. – Vi funderade på att dra fjärrvärme hit, men nätet ligger på andra sidan järnvägen. Vi tittade även på bergvärme, men just här är det mellan 40 och 70 meter ner till berg. Så de alternativen fanns egentligen inte. Däremot fanns en stor yta med bra tillgång till sol, så då valde vi solenergilagret, säger Kaj Nilsson, energiingenjör och beställare hos kommunala fastighetsbolaget Tornberget. Den tidigare eluppvärmda ungdomsgården byggd 1989, och KTH Haninges kårhus bredvid (byggt 2000), har nu system för vattenburen värme där värmen till 95 procent kommer från solen. Även varmvattnet värms av solfångarna på taket via en ackumulatortank. För spetslaster finns en elpanna på 60 kilowatt, som används när utetemperaturen går ner mot 20 till 25 minusgrader. Pannan går in i flera steg och maximalt behövs 12 kilowatt som spets, vilket beräknas bli cirka fem procent av drifttiden. – Vanliga solfångare värmer oftast bara tappvarmvatten. Men här värmer vi också ett säsongslager och nyttjar solen från slutet av februari till november. Så länge det är högre temperatur i solfångarna än i lagret så laddas lagret med värme, säger Kaj Nilsson.
Underjordisk intervjuplats Han klättrar ner på stegen i fördelningsbrunnen, där uppfinnaren Jan-Erik Eskilsby och brunnsborrarna Thomas Apelgårdh och Ola Boström redan har slagit sig ner på några vita plastdunkar. Det är bra att sitta ner, så att man inte slår huvudet i någon av de rejäla stålbalkar som bär upp taket. Runt omkring oss löper nya kopparrör längs betongväggarna och närmast golvet går vita plastslangar in i väggarna. Plastslangarna är som toppen på isberget i de två stora slingor med glykolblandat vatten som breder ut sig i marken runt brunnen och som utgör solvärmelagret. I den ena slingan rinner vatten från och till solfångarna, in i och ut ur lagret, och i den andra slingan vatten från och till fastighetens värmepump. Det hela blir som en stor motströmsvärmeväxlare. Slingorna, som totalt består av 1,2 mil rörledning, ligger inbäddade i stenmjöl med en kornstorlek på upp till åtta millimeter. Ovanpå finns 30 centimeter isolering och jord som ett lock. Runt om och under lagret finns ingen isolering, utan en del av värmen kommer så småningom att lagras in i marken. Allra bäst fungerar lagret om det ligger under huset som ska värmas. Då blir husets bottenplatta till lock, och värmeförlusterna minimala. Så är det tänkt att fungera när nya yrkesgymnasiet Fredrik Yrkes på andra sidan Handens centrum börjar byggas i vår. Det nya huset om totalt 9 500 kvadratmeter ska stå ovanpå sitt solvärmelager, som blir det största i sitt slag hittills.
Minskad energianvändning Sollagret vid 1 200 kvadratmeter stora Rudan center blev klart i slutet av sommaren, tillsammans med en upprustning av värme- och ventilationssystemet som nu har återvinning med FTX. Före upprustningen använde byggnaderna 360 000 kWh el per år för uppvärmningen. Det är nu minskat till 53 000 kWh per år. Solvärmelagret håller fortfarande på att ladda värme. Värmepumpen har inte kopplats in än. Under soliga och varma dagar har vattnet som kommer från solfångarna en temperatur mellan 50 och 60 °C. Just denna dag visar termometern på 23 grader. Vattnet som cirkulerar ut från lagret är 10 grader. Mellanskillnaden ligger kvar i solvärmelagret och sparas till vintern. Som lägst blir temperaturen i lagret ungefär nio grader, under januari och februari. – Men även under soliga vinterdagar har vi läst av runt 30 grader i vattnet från solfångarna. Då blir det väldigt gott utbyte, eftersom den värmen betalar sig direkt med mycket små förluster, säger Jan-Erik Eskilsby.
Förluster vid värmelagring Annars är förlusterna vid säsongsvärmelagring från maj till december oftast över tio procent. Exakt hur stora förlusterna blir varierar och måste beräknas för varje fastighet. Det beror bland annat på markförhållanden och hur mycket isolering man har. Dessutom tar det fem år innan lagret har homogeniserats och nått full kapacitet. – Det skiljer sig från till exempel bergvärmehål som är bäst första året och sedan blir successivt lite sämre innan de stabiliseras efter fem år. Solvärmelagret är sämst första året och bäst efter fem år. Det blir en värmebubbla som går ner djupare i marken och stannar där. Det fungerar ungefär som ett batteri, säger uppfinnaren Jan-Erik Eskilsby. Solvärmelagret har hittills främst installerats vid villor och en 2 500 kvm stor industrifastighet. För en enskild villaägare kostar det ungefär lika mycket som en bergvärmeinstallation. Det ligger därför nära till hands att jämföra med bergvärme. Men då finns egentligen mer skillnader än likheter, tycker brunnsborrarna. – Grundidén är densamma, men vi jobbar med högre inkommande temperaturer från energilagret än från berget där det blir max cirka fyra grader, säger Thomas Apelgårdh, vd för TA Energy Systems. – Det är därför vi får så hög COP-faktor i det här systemet, alltså hur mycket el man tillför i förhållande till hur mycket värme man får ut. Förhållandet är 1:6 medan det med bergvärme blir 1:3, tillägger Kaj Nilsson.
Energianvändningens storlek avgörande Han har gjort LCC-kalkyler för att se om installationen också kan bli lönsam. Det visar sig att solvärmelagret står sig bra gentemot både bergvärme och fjärrvärme. – Det som främst framkommer av LCC-beräkningarna är att energianvändningens storlek är en väldigt avgörande faktor för om investeringen är lönsam. Underhållet svarar bara för en bråkdel av kostnaden, säger Kaj Nilsson. På insidan av Rudan center syns inga tecken på att det här skulle vara en ovanlig värmeinstallation. Den största förändringen är på taket där det numera står 200 kvm solfångare, några vända åt väster och de andra åt söder. På ena sidan av huset kommer en bukett av tjocka svarta plaströr upp ur marken. Där leds vattnet från värmelagret in i undercentralen. Snart ska rören täckas över med panel. På andra sidan huset, högt uppe på väggen, sitter en samling aluminiumglänsande rör. De leder vatten från solfångarna in till undercentralen och ska fortsätta att synas. En vanlig dörr i markplanet leder in till undercentralen som inrymmer standardteknik: En värmepump, en ackumulatortank, fyra cirkulationspumpar som driver värmen från solfångarna ner till lagret samt två stora tankar med vatten och bioglykol till solfångarna. – Det behövs väldigt lite komponenter, för jag har koncentrerat mig på att göra systemet så enkelt och driftsäkert som möjligt. En vvs-kille som kliver in här om 20 år ska snabbt förstå hur det fungerar, säger Jan-Erik Eskilsby som själv har en bakgrund inom fordonsindustrin.
Installerad i nio hus Hans entreprenörsresa har börjat ge resultat. Efter sju års arbete med idéer, utveckling och marknadsföring kan han i år börja ta ut lön ur sitt bolag Svenskt Klimatneutralt Boende. Jan-Erik Eskilsbys uppfinning Active Solar Energy Storage, Ases, finns nu installerad i nio hus varav det mest kända är Villa Gustafson i Bollebygd. Villan stod färdig 2008 och är ett studieobjekt för SP Statens Tekniska Forskningsinstitut. – Jag hade hoppats på att nå en lika låg energianvändning som för passivhus, cirka 30 kWh/kvm, år. Men det blev dubbelt så bra. SP följer fortfarande projektet och det har jättefina värden, säger Jan-Erik Eskilsby som även har många nya projekt på gång. Ett par projekt handlar om att lagra värme från luftkonditionering, bland annat i Spanien, och i Gulfstaterna har han patenterat en metod för att lagra kyla i sand. På väg ut från undercentralen möter vi en inköps- och utvecklingsansvarig från fastighetsbolaget Wallenstam som är nyfiken på installationen i Haninge. Den annalkande vintern blir förstås ett test för Rudan center. Kommer värmen att fungera? Jan-Erik Eskilsby är inte orolig. – Vi har inte haft ett enda driftavbrott i någon av de anläggningar som vi byggt hittills, säger han.
Marie Granmar, Energi & Miljö nr 10/2013 sidan 26-29
- FAKTA: Solvärmelagret i Haninge Lagret för solvärme vid Rudan center i Haninge ligger två meter ner i marken och består av 1,2 mil rörledning inbäddat i stenmjöl. Totalt är lagret 1 600 kvm stort och täcker 95 procent av byggnadernas behov av värme och tappvarmvatten.Enligt LCC-beräkningar blir sollagret som allra mest lönsamt när det placeras under en byggnad. I jämförelse med bergvärme blir solvärmelagret ändå lönsamt i längden även när det placeras bredvid byggnaden. Detta trots något högre investerings- och underhållskostnader. I underhållet ingår bland annat byte av kompressorer, värmepumpar och några solfångare vart 15:e år. Solvärmelagret inklusive rörslingorna förväntas hålla i 100 år och solfångarna i 20 till 35 år.
Det årliga energibehovet vid Rudan center beräknas till 53 000 kWh, vilket kan jämföras med 120 000 kWh om bergvärme använts. Skillnaden beror huvudsakligen på att solvärmelagret ger mycket högre temperaturer än bergvärme. Det gör att värmepumpen använder mindre än hälften så mycket el som vid bergvärme. Beräkningarna är gjorda för tidsperioden 33 år, vilket är fastighetsbolaget Tornbergets vanliga tid för avskrivning av fastighetsinvesteringar. Kalkylräntan är 4,5 procent och energipriset 1,2 kr per kWh med beräknad årlig prisökning på 3,5 procent.
Total kostnad över 33 år blir 6 798 400 kronor med solvärmelagret och 7 371 559 kronor med bergvärme.
