Ämne: Vakuumrörsolfångare vs plana solfångare - vilka är bättre ?

[Ewald]

Hej !

Blev inblandad i en diskussion om solfångare. Frågan var om det alltid är lönsamare med Vakuumrörsolfångare. Beror väl också på platsen ?

Någon som har synpunkter ? Någon som har gjort seriösa undersökningar ? Finns det seriösa studier ?

[sobris]

Mycket har skrivits om vakuumrör vs plana solfångare, det svåraste i sådana
diskussioner är nog att undvika "religionskrig" 

Här är några skillnader:
- vacuumrör är bättre än plana vid höga systemtemperaturer (mindre känsliga för avkylning)
- plana är billigare per producerad kWh vid låga systemtemperaturer (det låga priset slår igenom)
- vacuumrör är sämre på att bli av med snötäcke (p.g.a. låg yttemperatur på rören)
- plana har mer robust kostruktion (low-tech)
- plana är lättare att integrera i vägg- och takkonstruktioner
- arkitekter brukar inte gilla vakuumtuber för de är fula

Aj, då där halkade jag in på krigsstigen i alla fall 

[Ewald]

Hej !

Okej 

Kan man också säga att vacuumrör är mer fördelaktiga om solfångarna inte kan justeras så att de "tittar" exakt mot söder ?
Eller att vacuumrör ger högre effekt i "kalla" områden. Vad gäller med hänsyn till geografiskt området ?

Jag har fått 2 test och där kommer man fram att man till och med skulle behöva en större area med vissa vacuumrör när det bara gäller varmt bruksvatten.

Men när det gäller varmt vatten för rumsuppvärmning är det lite bättre med vacuumrör.

Kolla här och jämför båda:

http://www.spf.ch/factsheets/scf803de.pdf

och här

http://www.spf.ch/factsheets/scf829de.pdf

[Gano]

Hej

Det är knappt någon skillnad alls mellan plana solfångare och vakuumrör, något som även SP har konstaterat. Man kan hålla på och mala hur länge som helst om för- och nackdelar.

-De ger i princip lika mycket per kvm byggyta på taket. Det är alltså ingen idé att välja vakuumrör om man har trångt på taket. Då kan det vara bättre att välja en skräddarsydd plan solfångare (trekantig på valmat tak, rombisk, urtag för skorsten etc).

-Vakuumrör är bättre när det är riktigt kallt ute på vintern, men soltimmarna är få och mycket går förlorat i värmeförluster från rören ner till tanken. I verkliga tester har man inte sett så stor skillnad, och frosten/snön sätter ner effektiviteten hos vakuumrör vid takmontering. Kräver hög vertikal placering för att leverera, men uppvinklat på tak gör att man får nackdelar med exponerade rör på taket (värmeförluster/livslängd). Det som talar för den plana solfångaren på vintern är förmågan att hålla sig fri från frost och snö samt att den lägre systemtempen gör att den laddar kraftfullt ändå.

-Plana solfångare är att föredra vid poolvärme. Den låga systemtemperaturen och den större belysta ytan gör att plana är bättre.

-Vakuumrör är bättre när det blir riktigt hög systemtemperatur på sommaren.

Man kan beskriva skillnaden genom att införa begreppet "övertemperatur". Detta är skillnaden mellan solfångarens temp och yttertempen. Vid låg övertemperatur är den plana bättre, vid hög övertemperatur är vakuumrör bättre. På X-axeln är övertemperaturen, Y-axeln är verkningsgraden.



MVH/Gano

[Sfinx]

Men logiken då Gano?   

Det är knappt någon skillnad alls mellan plana solfångare och vakuumrör,

Och sedan kommer en lång lista på valda skillnader.

Om vi skall lista skillnader kan vi väl ta med några skillnader till?

Monteringsvikt. Hur stor är största monteringsvikt? Kan montera den själv?
Vindlast vid ex fristående.
Verkningsgrad vid vind, mäts tyvärr inte alltid. Snålblåst och sol är vanligt speciellt på vårvintern.
Priset per kWh är väl ytterst viktigt.
Möjlighet att reparera vid åverkan. Och priset för det.
Och inte är det väl en nackdel att få höga temperaturer.
Skräddarsydda solfångare är inte det vanligaste.

"Vakuumrör är bättre när det är riktigt kallt ute på vintern, men soltimmarna är få och mycket går förlorat i värmeförluster från rören ner till tanken.  Det som talar för den plana solfångaren på vintern är förmågan att hålla sig fri från frost och snö samt att den lägre systemtempen gör att den laddar kraftfullt ändå."
Men hallå: I ena fallet är det en nackdel för vakuumrör att rören till och från solfångarna är dålig. I andra delen är det en fördel med värmeförluster i den plana solfångaren. Är det inte jämförelse mellan solfångare som frågan gäller eller tror någon att en viss typ av solfångare generellt har bättre isolerade anslutningsrör?

Det finns mer men nu går jag ut i solen 

[Gano]

Svarade han som säljer vakuumrör 

Värmeförluster från rören är samma i fallet vakuumrör och plana solfångare, syftningsfel. Plana solfångare har större värmeförluster vid drift från solfångaren men större belyst yta.

Jag påstod aldrig att höga temperaturer är en nackdel, var får du det ifrån   Jag sa att vakuumrör presterar bättre än plana solfångare vid höga drifttemperaturer. T o m när jag säger något som är till vakuumrörets fördel så hackar du.

Verkningsgrad vid vind kommer med i SP:s verkliga driftfall.

Sedan kan du låta bli att lägga PM i min låda, jag uppskattar inte det.

MVH/Gano

 

[sobris]

Som sagt, det är svårt att hålla tillbaka religionskriget 

Man skall komma ihåg att höga temperaturer inte är samma sak som mycket energi.
Höga temperaturer åstadkommer man otroligt billigt med en vanlig enkel elektrisk
varmvattenberedare om vattnet redan kommer förvärmt från solen. På vintern måste
man ju ändå har hjälp med temperturgaranti, om inte annat så för legionellarisken.

Om solen kan leverera stora volymer lågtempererat vatten som bidrar med förvärmning
av både värme och varmvatten finns mycket mer pengar att tjäna än om man försöker
hålla en mindre volym vatten vid hög temperatur med bara solens hjälp. I de flesta fall
är det ekonomiskt gynnsamt att behålla befintlig uppvärmningskälla och komplettera
med sol. Helst med dubbla ack.tankar enligt skiss:

http://cid-10d274b219a9fa73.skydrive.live.com/self.aspx/Energi/dubblatankar.jpg

Se'n om det är plana solfångare eller rör är i stort sett en religionsfråga.

Själv går jag nog på enkelheten i första hand. Vilken bonn'sme' som helst skulle kunna
göra en hyfsad plan solfångare, men jag vet vad han skulle säga om man bad honom
ett vacuumrör. I min religion behövs inga präster, alla förstår ändå själva hur det funkar.

[Ewald]

Hej !

Har också analyserat lite.

@ Gano

Det är knappt någon skillnad alls mellan plana solfångare och vakuumrör, något som även SP har konstaterat.

Ja, det stämmer. Men vad jag vet är alla solfångare som testas vid SP riktad mot söder !

En vacuumrör solfångare kan absorbera den inkommande strålning från söder - som har maximal strålningsintensitet - lika bra även om den är justerat mot syd-väst.

Det kan inte en plan solfångare. Det ger en skillnad.

Tror att det inte syns i testerna ?

[Gano]

Hej !

Har också analyserat lite.

@ Gano

Det är knappt någon skillnad alls mellan plana solfångare och vakuumrör, något som även SP har konstaterat.

Ja, det stämmer. Men vad jag vet är alla solfångare som testas vid SP riktad mot söder !

En vacuumrör solfångare kan absorbera den inkommande strålning från söder - som har maximal strålningsintensitet - lika bra även om den är justerat mot syd-väst.

Det kan inte en plan solfångare. Det ger en skillnad.

Tror att det inte syns i testerna ?

Nej, jag tvivlar på det. En plan solfångare är bättre vid riktigt låga vinklar eftersom vakuumrören skuggar bort varandra. Sedan kommer ett vinkelområde där vakuumrören är bättre, fram tills dess att solen går i "zenit" mot solfångaren. Runt zenit ger den plana solfångaren högre effekt. Vakuumrör och plan solfångare är helt enkelt svåra att jämföra.

Om man placerar en solfångare i sydväst så kommer arbetsområdet att förskjutas senare på dagen, men det betyder inte att den plana solfångaren skulle prestera sämre eftersom den uppför sig likadant på andra sidan zenit.

MVH/Gano

 

[Sfinx]

Lite fakta skadar aldrig:
Det finns olika typer av vakuumrör. Dels den äldre modellen med "vanlig" plan absorbator och också den nyare med rund absorbator. Den med plan absorbator uppför sig ungefär som en plan solfångare med turbo. Bättre verkningsgrad map absorbatoryta men också ungefär samma vinkelfaktor (IAM) som en plan solfångare. Exempel:
http://www.spf.ch/factsheets/scf938en.pdf
Vinsten med dessa är att värmeförlusterna minskar jämfört med en plan solfångare.
Men själva absorbatorn är plan precis som för en traditionell plan solfångare. Och oftast med precis samma ytbeläggning som i en plan solfångare
De med rund absorbator får en annan vinkelfaktor. Det eftersom den visar samma yta mot solen så länge inte rören skuggar varandra. Och med en klok delning mellan rören skuggar dessa inte varandra över ca 140 grader. dvs nästan från öster till väster. Rören skuggar alltså INTE varandra.
Exempel på solfångare med typisk vinkelfaktor för en med rund absorbator:
http://www.spf.ch/factsheets/scf1026en.pdf

När SP räknar ut årsutbytet får dessa goda vinkelfaktorer stor betydelse.
Det eftersom det har en stor betydelse för energiutbytet.
Det är samma ytmaterial i absorbatorn i de olika solfångartyperna så där är det ingen stor skillnad. Det är geometrin som gör skillnaden.
Referensyta på ett vakuumrör är innerdiametern på yttre glasröret x synlig längd.
Men verksam absorbatoryta är halva omkretsen på inre glasröret x synlig längd för en med rund absorbator. Det har också stor betydelse för indirekt instrålning då den ytan per definition är  i storleksordning PI/2 större än referensytan.
Det är därför det är viktigt i mätningar och beräkningar att hålla reda på direkt och indirekt instrålning. För en plan är ytan konstant för dessa fall men inte för en med rund absorbator.
Till detta kommer också vinkelfaktorn för den direkta andelen av solinstrålningen.

Solfångare som står fritt uppställda får också en icke obetydlig andel diffus instrålning på baksidan om de inte har en skuggande reflektor. Och norröver är det många som har solfångare igång 4-5 på morgonen under sommaren. Det eftersom absorbatorn är rund. Tyvärr är det svårt att hitta beräkningsprogram som tar hänsyn till dessa roliga extremfall.

Jämfört man en plan och en vakuumrörsolfångare som ger samma årsutbyte har den plana större effekt vid lunchtid på sommaren. Vakuumrörsolfångaren har en lägre maximal effekt men ger å andra sidan fler timmar med god effekt. Annars skulle inte årsutbytet i kWh vara samma.
Rördimensioner, pump mm måste dimensioneras efter maxeffekten.

[sobris]

För mig avgör enkelheten enligt principen: "enkelhet ger säkerhet".
Jag klarar själv bygga en plan solfångare som fungerar riktigt bra,
men hur jag än försöker skulle jag inte klara av att göra vakumrör.
Jag känner faktiskt inte någon annan som skulle klara det heller 

Om en plan solfångare mot förmodan skulle krångla eller t.o.m. gå sönder,
så känner jag massor av folk som skulle fixa problemet lätt som en plätt.
Grundläggande kunskaper i rörläggeri, plåtslageri och glasmästeri (glasmästererande?)
räcker. Vart skall jag gå med ett trasigt vakumrör om 10 år när tillverkaren är
borta med vinden för länge se'n?

Av två i övrigt likvärdiga system, välj alltid det enklaste.

[Ewald]

@ Sfinx

I dessa factsheets står orientation of the collectors: South
Men om man nu inte kan justera exakt mot söder, då kommer den strålning som har maximal intensitet från sidan. Det borde ju ge en (liten) skillnad jämfört med en plan solfångare. Ca. 5 % om man justerar mot syd-väst t.ex. Den maximala strålningen vid lunchtiden infaller då under en vinkel på 45 °.

året runt ! Tar denna factsheet hänsyn till det ? Vad tycks ?

//Ewald

[Sfinx]

Kort svar på din fråga är: oftast inte.

Långt svar på din fråga:
Att räkna på solfångare är riktigt intressant.
Men inte helt lätt.
Mätning av solfångares karakteristik är föremål för akademiska avhandlingar.
Det är ännu svårare.
Kombinera det med relativt osäkra metrologiska data och försök beräkna ett årsutbyte så har man att göra ett tag.
Med risk för att bli alldeles för teoretisk:
Om vi börjar med mätningarna så har många mätinstitut slarvat/använt äldre metoder för att ta fram en solfångares karakteristik. Äta 0 dvs maximala verkningsgraden för solfångaren räknas på en referensyta som är den av solen projicerad yta. Längd gånger bredd för absorbatoryta. Fungerar utmärkt med klar luft och direkt solsken. Och alltid för plana solfångare.
Enkelt att få ett vinkelberoende som i princip är en ren cosinusfunktion av solvinkeln och med solfångare i lämplig vinkel är det ok med 1 axlig vinkelberoende då den andra axelns vinklar ger cos fi approx =1

MEN så bör man kanske hålla reda på diffusinstrålningen också. Och är en reflektor med i bilden?
Desa två faktorer arbetar inte mot samma yta som projicerad absorbatoryta eftersom diffustrålningen per definition är vinkelberoende. Den träffar alltså en rund absorbator i vakuumrörsfallet med större yta än den projicerade utan.
Vad gör då vissa mätinstitut? Man håller inte reda på direkt/diffus kvoten och får en vinkelfaktor som är helt uppåt väggarna.  Man mäter helt enkelt hur mycket solfångaren ger en solig dag från morgon till kväll. Utan att ha koll på hur disigt väder det är.
Dessutom i vissa fall med väldigt få vinkelmätpunkter. Ett arv från plana solfångare som ärver vinkelfaktor från sin geometri. Det har inte varit viktigt att mäta den för plana solfångare.

Nu har man en halvrisig mätning som skall ligga till grund för en beräkning.
I vissa beräkningsprogram har man även där "ärvt" tanken om att vinkelberoendet är en cosinusfunktion av infallsvinkeln. Se SPF och ex tidiga versioner av polysun. Och man har inte tagit höjd för att räkna på en riktig vinkelfaktor för direktinstrålningen. För få punkter på IAM kurvan helt enkelt.
Nu laddar vi på med metrologiska data med direkt och diffusinstrålning mot en solfångare som är uppmätt som om den vore en plan. Ör de metrologiska data rätt. Nej inte alltid av den högsta kvaliteten. Ibland är det uppmätta på en plan horisontell yta och omräknade till en solfångare i en viss vinkel. Blir det rätt? Nej.

Om vi nu sätter solfångaren i annan  huvudvinkel än rent söder kommer programvarans approximationer för IAM  få mycket stor genomslag.
Alltså dels är många solfångare dåligt/primitivt uppmätta dels är en del programvaror inte så noga på vinkelfaktorer annat än för plana. Krydda det med i många andra länders bristfälliga metrologiska data.
Och som inte det vore nog. Vädret!
Det varierar också.

SP har jobbat hårt för att dels MÄTA rätt med både direkt och diffusstrålning och med mycket noggrann IAM uppmätning. Sedan har de använt dessa noggranna mätvärden i en formel som är på väg att bli standard för Solar Keymark märkning.
Den är lämpad för att också räkna på andra vinklar på solfångaren än rent söder.
Viktigt är fortfarande att man har klimatdata av god kvalitet att tillgå.

När jag räknar och jämför solfångare på marknaden är vinkelfaktorn och "riktig" äta 0 det jag först tittar på. Första och andragrads förlusterna är givetvis också viktiga men det kan man nästan se på en solfångare utifrån storlek och materialval.

En solfångare med rund absorbator har mycket mindre vinkelberoende än en solfångare med plan absorbator. Rent geometri beroende inget annat.
Om det beroendet är riktigt uppmätt eller inte syns väl på deras IAM värde.

[A-Sol]

Som flera har nämnt här så är dom plana solfångarna en ganska enkel konstruktion som sällan krånglar
(om systemet är bra uppbyggt) man vet att dom oftast håller i minst 25år.

Men, vakuumrören är mer intressanta enligt mig, vakuumrören är byggda med modernare teknik.

Jag studerar till "Solenergitekniker med biobränslekompetens" i Härnösand, tyvärr tycker jag att dom flesta
man frågar är negativa till vakuumrör, och att det är plana solfångare som gäller enligt dom. Det är lite trist,
tycker man ska ge "nya" produkter en chans.

Jag tror att vakuumrören kan visa upp samma kvalitet som dom plana när det har fått gått en längre tidperiod.
Dessutom kostar ett rör väldigt lite så får man problem med något enstaka får man helt enkelt byta ut dom.


Mvh ///Anders

[Ewald]

@ A-sol

Jag såg en rapport där det framgår att Sverige, Storbritannien och Finland har den största andelen vakuumrör solfångare. I Österrike är bara 1 m² av alla solfångare plana ... ungefär.

Det hänger väl ihop med klimatet också, eller ?