Utveckling av Hybrid MaReCo Solfångare

Företaget Solarus har utvecklat en dubbelsidig hybridabsorbator. Absorbatorn består av en vattenkyld tunn fena med solceller på båda sidor. Denna används som hybridabsorbator i Solarus koncentrerande solfångare. En sådan hybrid solfångare för produktion av el och värme har installerats för utvärdering på soltaket vid Lunds Tekniska högskola. Prestandan hos denna har jämförts med en identisk referenssolfångare med Teknotermabsorbator, som installerats parallellt. Resultaten av de termiska mätningarna visar att den optiska verkningsgraderna för de båda solfångarna är jämförbara. Värmeförlustfaktorn för hybriden är högre än för referensen eftersom hybriden inte har en selektivt absorberande yta. Detta innebär att den får lågt utbyte vid höga drifttemperaturer, som t.ex. vid fjärrvärmekoppling. Den skall med fördel användas vid lågtemperaturapplikationer. Detta ökar både termiskt och elektrisk utbyte. Den höga värmeförlustfaktorn för hybridsolfångaren begränsar stagnationstemperaturen, vilket är en fördel ur hållbarhetssynpunkt.

En mätprincip för att samtidigt mäta IV-kurvor på fram och baksida har utvecklats i projektet och omfattande elektriska mätningar har genomförts. Resultatet av dessa visar att framsidans solcellmodul fungerar som avsett med omkring 15 % verkningsgrad. Baksidesmodulen fungerar tillfredsställande när solen står nära söderläge. Vid avvikelse från söderläget uppstår kraftig inverkan av skuggning vilket innebär att modulens ändceller inte belyses av reflektorn. Detta innebär att antalet celler på baksidan måste minskas, så att avståndet från gavlarna till första cellen förlängs, alternativt kan de yttersta cellerna förses med dioder som leder strömmen vid skuggning. Preliminära tester av en hybridabsorbator med dioder har genomförts. Dessa testar visar att inverkan av skuggning från gavlarna reduceras. Reflektors cirkulära geometri under absorbatorn medger att absorbatorn i princip kan placeras vertikalt. Det skulle gynna utbytet från underkantscellen som tar emot strålning som koncentrerats en faktor två. Skuggeffekterna från gavlarna innebär dock att detta alternativ inte är aktuellt. Elproduktionen från baksidescellerna kan förbättras genom att reflektorn ges en idealare passform och genom att dioder kopplas in över de yttersta cellerna på baksidan. En högre packningstäthet av cellerna på absorbatorn är angelägen eftersom det ökar utbytet och verkningsgraden per glasad area.

Solarus solfångare är en kommersiell produkt. För att kunna tillverka en PVThybrid som ger både el och värme har utvecklats en helt ny teknik för laminering av solceller med högre krav på drift under höga temperaturer än vanliga PV-moduler. En egen produktionsenhet för att tillverka hybridabsorbatorer och kompletta hybridsolfångare uppförs under 2011 i Älvkarleby. Det finns få koncentrerande icke solföljande hybrider på marknaden.

Solarus kommersiella solfångare har arean 2,3 m2 . Om absorbatorerna ersätts med en dubbelsidig hybrid kommer utbytet av el och värme från två hybridmoduler att motsvara utbytet från en Solarus solfångare plus en 450 Wp PV-modul. En ekonomisk analys visar att hybridabsorbatorn bör tillverkas för en kostnad av i storleksordningen 25 kr/Wp,el för att hybriden skall bli ekonomiskt konkurrenskraftig i jämförelse med konventionella alternativ.