”El-ägget” ska testas på värmepanna
Sätt en låda på värmepannan och gör el av värmestrålningen. Det är tanken bakom en teknik som utvecklas av forskare vid Mälardalens högskola. Nu ska tekniken testas under verkliga förhållanden på en panna från CTC.
– Detta är mycket intressant för oss. Vi kan nu testa olika tekniska lösningar för att montera modulen och undersöka hur man kan undvika att det blir stora värmeförluster, säger Erik Dahlquist, professor i energiteknik vid Mälardalens högskola. Tekniken för att omvandla värmestrålning till el som Erik Dahlquist, tidigare i ett samarbete med högskolan i Dalarna, har utvecklat bygger på så kallad Thermo Photo Voltaics, TPV. På svenska kan det översättas ungefär som värme-ljus-elproduktion.
Fler fotoner än från solen
I stora drag fungerar konstruktionen så att en stålskiva, kallad emitter, hettas upp av värmepannan till över 1 000 grader. Skivan blir då vit- eller rödglödande och sänder ut fotoner med lägre energinivå än fotonerna från solen. Antalet fotoner är dock 100 till 200 gånger fler per kvadratmeter. Fotonerna får stråla ut i en äggliknande, blank behållare som fungerar som en spegel som förstärker ljuset. Mitt i behållaren sitter ett energiglas som filtrerar bort fotoner med för låg energi, som bara ger värme. Den bortfiltrerade värmen återförs till stålskivan. De mer energirika fotonerna går igenom glaset till andra änden av behållaren där de träffar TPV-cellen. I TPV-cellen produceras el på samma sätt som i vanliga solceller (PV).
– Genom att spegla och filtrera strålningen undviker vi att TPV-cellerna hettas upp och tappar verkningsgrad och livslängd. Fotoceller tål inte mer än cirka 50 grader Celsius, säger Erik Dahlquist.
Ännu så länge når TPV-cellerna bara en elverkningsgrad på mellan fyra och fem procent. Men med rätt geometri på värmepannan går det att nå 20 till 25 procent, menar Erik Dahlquist.
– Det gäller att få tillräckligt med emitteryta på pannan, så en del pannor kan behöva modifieras, säger han.
Ägget ska bli större
Stålskivan, kallad emitter, monteras högst upp på pannan, där flammorna träffar. Skivan värms med direktstrålning. För att emitterytan ska bli större måste även ägget bli större. Det som finns nu är en prototyp. På sikt behöver även TPV-cellen bli större. CTC har låtit modifiera en biooljeeldad panna på cirka 15-20 kilowatt, så att det ska gå bra att montera en TPV-modul. På så vis kan forskarna köra tester under verkliga förhållanden. Företaget vill sedan vara med och utvärdera om tekniken kan vara intressant kommersiellt.
Nytt i fastigheter
Tekniken har funnits ett tag på forskningsstadiet och lär ha prövats i fordon. Men att använda TPV på fastighetspannor är nytt. Tekniken får inte förväxlas med annan teknik för att omvandla spillvärme vid lägre temperatur till el, som exempelvis Opcon eller Compower tillverkar. Målet med TPV-tekniken är att göra el och värme i en relativt enkel modul. Det behövs ingen gasturbin och inga rörliga delar utöver en cirkulationspump som pumpar vattnet, om sådant ska värmas.
– Och sådana pumpar finns ju ändå i vattenburna system, säger Erik Dahlquist.
Marie Granmar, Energi & Miljö nr 12/2012 sidan 6-7
Fler företag som gör värme till el
Opcon Powerbox baseras på cirka 20 år gamla ORC, organisk rankincykel. I ORC förgasas ett arbetsmedium med hjälp av spillvärme som får hålla lägst 60 grader Celsius. Gasen används sedan till att driva en turbin och en generator. Opcons anläggning är främst dimensionerad för industriellt bruk.
En mindre variant utvecklas av företaget Entrans, som kallar sitt ORC-kraftverk för FlexiGen. Kraftverket finns i flera olika storlekar och ger el från 50 till 220-gradig värme. I juni fick Entrans sin första order från en industrigalleria i Åtvidaberg. Systemet ska där kopplas på en flispanna och ge 75 kW el.
Företaget Compower arbetar sedan flera år tillbaka med att utveckla en konstruktion som bygger på en värmepanna, ett system av värmeväxlare och en mikroturbin för elgenerering. Systemet är tänkt för fastigheter mellan 200 och 500 kvm. Den anläggning som testats ska ge 5 kW el och 17 kW värme. Compowers kraftvärmepaket är i första hand tänkt att drivas med biogas eller naturgas, men på sikt även med pellets eller flis. Företaget har ännu ingen produkt klar för marknaden.
Marie Granmar
