22. januar 2008

1. UdviklingsprojekterneEffektivitet af luft/væskesolfanger& Fordele ved antireflektionsbehandlede glas i praksisJørgen M. Schultz & Simon Furbo 22. januar 2008

2. Effektivitet af luft/væskesolfanger 22. januar 2008 2

3. Effektivitet af luft/væskesolfanger • Baggrund • SolarVenti har stor succes med salg af luftsolfangere til ventilering og udtørring af sommerhuse • Om sommeren er der generelt ikke behov for luftsolfangeren, men derimod behov for varmt brugsvand eller evt. pool-opvarmning • En kombineret væske- og luftsolfanger vil derfor øge brugsværdien • Ønske fra SolarVenti om at få målt effektiviteten af hybridsolfangeren med henblik på at identificere eventuelle forbedringsmuligheder • Ønske om en vurdering af udtørringseffekten ved installation af luftsolfangeren i et typisk sommerhus 22. januar 2008 3

4. Hybridsolfangerens opbygning Højtemperatur PP ribberør 16 - 25 mm Ventilator Kraftig filt 2 - 4 mm Integreret solcelle Perforeret aluplade Kold luft indtag Polycarbonat kanalplade 22. januar 2008 4

5. Hybridsolfangerens opbygning Væske udløb Ventilator under panel Solcellepanel Væske indløb 22. januar 2008 5

6. Hybridsolfangerens prøvning Hældning: 60° Fladeazimuth: 10° vest 22. januar 2008 6

7. Hybridsolfangerens prøvning • Gennemførte prøvninger: • Luftsolfanger alene • Væskesolfanger alene • Kombineret luft/væskesolfanger 22. januar 2008 7

8. Luftsolfanger alene 22. januar 2008 8

9. Væskesolfanger alene 22. januar 2008 9

10. Kombineret væske/luftsolfanger 22. januar 2008 10

11. Målt indfaldsvinkelkorrektionsfaktor 22. januar 2008 11

12. Delkonklusioner fra målingerne • Luftmængden som den solcelledrevne ventilator kunne yde er meget følsom overfor modstande i kanalføringen efter ventilatoren • Opvarmningen af luften gennem solfangeren afhænger kun i mindre grad af volumenstrømmen • Den kombinerede effektivitet af væske/luftsolfangeren øges med øget volumenstrøm af luften • Starteffektiviteten ligger på ca. 0,6 12 22. januar 2008

13. Forslag til forbedringer • Større luftmængde gennem solfangeren • Placering af solcellerne et køligere sted end ud for ventilatoren, der er det varmeste sted i solfangeren. • Placering nederst og længst væk fra ventilatoren bør øge solcellernes ydelse, hvilket enten kan øge ventilatorens ydelse eller solcellepanelets areal kan reduceres • Montering af solfangeren stående frem for liggende • Udnyttelse af det termiske drivtryk • Ventilator med bedre karakteristik • Anden løsning fundet: Montering af et metalprofil på ventilatorens sugeside mindsker ventilatorens følsomhed – ikke testet på DTU 13 22. januar 2008

14. Forslag til forbedringer • Manglende sammenhæng mellem luftmængde og opvarmning af luften gennem solfangeren • Placeringen af ventilatoren lodret centreret kan betyde, at der ved små lufthastigheder samles en lomme af varm luft i solfangerens top, der ikke udnyttes i ventilationsluften • Løsning kan være at flytte ventilatoren til et af solfangerens øverste hjørner 14 22. januar 2008

15. Forslag til forbedringer • Bedre effektivitet af væskedelen • Ændring af design, så der etableres en egentlig bagsideisolering, og så den kolde luft tilføres mellem absorber og dæklag og trækkes ned gennem absorberen => mindre varmetab 15 22. januar 2008

16. Luftsolfangerens udtørrende effekt DRY-data: Solindfald, W/m² Fugtindhold, xu kg/kg Udetemperatur, °C Varmetab til udeluft SV-30 ventilation Varmeudveksling med konstruktion Ti xi Fugtudveksling med konstruktion Qsol Varmetab til jord Infiltration, 0,1 h-1 Tj = 10 + 6 cos((time+3300) 2/8760) Beregning på timebasis: 22. januar 2008 16

17. Luftsolfangerens udtørrende effekt Nøgletal: 22. januar 2008 17

18. Luftsolfangerens udtørrende effekt 22. januar 2008 18

19. Konklusioner vedr. beregningerne • Den beregnede udtørringseffekt af luftsolfangeren synes beskeden, hvis man ser på vintermånederne • Om foråret opnås en væsentlig reduktion af luftfugtigheden på op til 10%-point • Den tilsvarende udtørring kan næsten opnås uden opvarmning af luften gennem solfangeren, men med ventilation styret af solcellepanelet • Særdeles gunstigt med solcellestyret ventilation, da der så ventileres på de rigtige tidspunkter • Mere detaljeret beregningsmodel sandsynligvis påkrævet • Ønskeligt med eksperimentelle undersøgelser 19 22. januar 2008

20. Fordele ved antireflektionsbehandlede glas i praksis 20 22. januar 2008

21. Fordele ved antireflektionsbehandlede glas i praksis • Parallelle målinger af transmitteret solstråling gennem hhv. antireflektionsbehandlet glas og almindeligt glas • Opbygning af prøveopstilling • Kalibrering af prøveopstillingen • Bestemmelse af transmittans for diffus og direkte stråling for “nye” glas • Langtidsmåling af transmittansen til bestemmelse af eventuel ændring i transmittansen over tid, og ikke mindst en eventuel forskel i ændringen mellem de to glas • Observation af de to glas’ opførsel overfor regn og dug, samt snavs ved hjælp af f.eks. web-kamera 21 22. januar 2008

22. Opbygning af prøveopstilling • 4 pyranometre monteret i samme plan på en tagflade med 45° hældning og fladeazimuth +10° • Et af pyranometrene er forud blevet nykalibreret og vælges som referenceinstrument 22 22. januar 2008

23. Kalibrering af prøveopstilling Før montering af glassene registreres visningen fra alle 4 pyranometre under variende vejrforhold og kalibrerings-konstanten for de 3 øvrige pyranometre justeres så de giver samme visning som referenceinstrumentet. 23 22. januar 2008

24. Indledende bestemmelse af transmittans • Tranmittansen af direkte stråling for de to glas måles indledningsvis i instituttets gonio-spektrometer for variende indfaldsvinkel • Transmittansen overfor diffus stråling måles udendørs på en overskyet dag 24 22. januar 2008

25. Det fortsatte forløb • Sammenlignende målinger over tid af transmitteret solstråling – sammenlignes med teoretisk beregnet transmittanser baseret på de indledende funde transmittanser. • Observation af dugdannelse, fordampning af regnvand og ophobning af snavs på de to glas over tid ved hjælp af web-kamera og manuel inspektion. 25 22. januar 2008