2. Metod
4.3 Kalibrering vid SMHI,s Solmätningsstation
SMHI,s Pyranometer i karlstad ligger på gamla flygfältet och har koordinaterna, N 59 22 E 13 28. Tyvärr så har SMHI gjort flera felleveranser av mätvärden. Det betyder att
kalibreringen i maj 2007 inte är möjlig att göra.
Kalibrering av EV mätaren och KAU,s Pyranometer mot SMHI,s är dock inte så betydelsefull för att ge svar på målsättningen med detta arbete. Värdena som är levererade är dock
värdefulla för att se hur instrålningen kan variera över en längre period. SMHI har tidigare skickat exempel på värden för februari 2007 dessa värden ger också värdefull information om vilka värden det kan handla om på vintern. Skribenten har också haft stor glädje av dessa värden för förståelsen av solljusets natur och egenskap.
44
4.4 Solfångarens Verkningsgrad
Bild 36 Visar hur verkningsgraden sjunker när temperaturdifferansen mellan utomhustempen och absorbatortempen ökar
Enligt källan [1] skall verkningsgraden på solfångaren sjunka när temperaturskillnaden mellan utomhustemperaturen och absorbatortemperaturen ökar (se bild 36). Bilden visar en
schematisk bild av verkningsgraden på dagens solfångare och skribentens målsättning.
Testkörningen av täckglasen på solfångaren visade också att verkningsgraden sjunker med ökande absorbatortemperatur. Detta gällde både skribentens glas och KAU,s enkelglas.
För att gämförelsen mellan de olika täckglasen och KAU,s glas skall bli rättvisa väljs värden då det rådde samma temperaturdifferans före och efter skribentens glas lyftes av.
• (3*LE) 16 maj ΔT = Hög
• Före: Verkningsgrad = 40,6 %
• Efter: Verkningsgrad = 41,8 %
• (3 mm) 23 maj ΔT = Medel
• Före: Verkningsgrad = 55,5 %
• Efter: Verkningsgrad = 55,6 %
• (LE) 24 maj ΔT = Låg
• Före: verkningsgrad = 63,4 %
• Efter: Verkningsgrad = 62,9 %
Den 16 och 23 maj var den tillgängliga solenergin relativt lika. Det som styrde ΔT
vattenflödet snarare än solenergin. Den 24 maj var dock solenergin lägre än de båda andra dagarna. Verkningsgraderna ligger väldigt nära varandra. Det man kan säga är att det verkar som att verkningsgraden inte har förbättrats med skribentens täckglas, (i maj månad).
45
Om nu skribentens täckglas har lika dålig verkningsgrad som det glas som sitter där idag, då får man fundera lite på vilka egenskaper de nya täckglasen har fått.
Vi vet att glasen har fått en försämrad solfaktor men en förbättrad isoleringsförmåga, U-värde.
Det verkar som om det förbättrade U-värdet äts upp av den försämrade solfaktorn för glaset.
Mätningarna är gjorda i maj månad med en utomhustemperatur på ca 18º. Glasen har ju lika dålig solfaktor på sommaren som på vintern, men de har större glädje av en bra
isoleringsförmåga på vintern än på sommaren.
Teoretisk beräkning
Via programmet Glas 04 får vi veta vilka solfaktorer och U-värden de olika glasen har. Vi skall här göra en teoretisk beräkning med hjälp av dessa värden och av SMHI uppmätta värden den 1 feb 2007. Vi vill ha en absorbatortemperatur på 60º. Vi kan inte säga vilket flöde som måste till för denna temperatur. Det är dock troligt att det går att ha ett högre flöde om glaset har en bättre isoleringörmåga. Det är också troligt att glasets försämrade solfaktor har mindre betydelse. Vi räknar här bara på U-värde för glaset ej för hela solfångaren med ram.
• Värden från SMHI 2007-02-01 kl 12.00
• Totalinstrålning 786 W/m2
• Temp 1,8º ger ΔT = 58,2º
Detta räkneexempel tyder på att man har större nytta av den bättre isolerande förmågan hos glaset vintertid än man har sommartid. Skribentens täckglas har tillgodo ca 440 W/m2 medan KAU,s enkelglas har endast ca 340 W/m2. Skillnaden är ca 100 W/m2 mellan glasen och blir ännu större om temperaturen utomhus går under 1,8º.
46
5.Slutsatser
Målet med arbetet har inte uppnåtts med de testkörningar som är gjorda i maj månad.
Det var inte möjligt att få en bättre verkningsgrad med skribentens täckglaskonstruktioner.
Verkningsgraden blir lika med skribentens täckglas, som den är med solfångarens nuvarande täckglas.
Om nu skribentens täckglas har lika dålig verkningsgrad som det glas som sitter där idag, då får man fundera lite på vilka egenskaper de nya täckglasen har fått.
Vi vet att glasen har fått en försämrad solfaktor men en förbättrad isoleringsfåga, U-värde.
Det verkar som om det förbättrade U-värdet äts upp av den försämrade solfaktorn för glaset.
Mätningarna är gjorda i maj månad med en utomhustemperatur på ca 18º. Glasen har ju lika dålig solfaktor på sommaren som på vintern, men man har större glädje av en bra
isoleringsförmåga på vintern än på sommaren.
Ingen försämring av verkningsgraden har kunnat uppvisas med skribentens täckglas under testkörningarna.
Beräkningar av teoretiska värden, kombinerat med uppmätta värden av SMHI i februari 2007, visar att en förbättring av verkningsgraden kan uppnås.
Svar på Målsättningen med detta arbete:
Sommartid: Nej (Oförändrad Verkningsgrad) Vintertid: JA (Förbättrad Verkningsgrad)
47
6.Tackord
Jag vill tacka min handledare Roger Renström för att han gav mig en inblick i hur man skriver en rapport, samt i hur man tolkar rapporter skrivna av andra. Roger har givit mig en hint om hur ett vetenskapligt arbete skall gå till. Jag har fortfarande en lång väg att gå men nu vet jag vilken riktning jag skall välja. Innan jag träffade Roger sprang jag i alla riktningar samtidigt.
Jag vill även tacka labbingengören Lars Pettersson på KAU, för att han hjälpte mig med att komma igång med testkörningen av solfångaren.
48
Källförteckning
Litteratur
[1] Miljöfysik (Mats Areskog: andra upplagan 2006) ISBN: 91-44-03587-X [2] Avancerad svartvitteknik 1 (Lars Kjellberg: 1988) ISBN: 91-971022-0-2 [3] Bygg själv din solvärmeanläggning (Klaus Lorenz 1996) ISBN 91-514-0292-0 [4] The hand exposure meter book (Gerald Hirschfeld 2001) ISBN 0-9671523-0-5 [5] The photographers guide to using filters (Joseph Meehan 1998) ISBN 0-8174-5452-7 [6] Solvärmeboken (Lars Andrén 2004) ISBN 91-534-2592-8
[7] Värmeboken (Anders Axelsson, Lars Andrén 2002) ISBN 91-46-20169-6 [8] Bra Böckers Lexikon (Band 25 1996) ISBN 91-7133-029-1
[9] Bygga med glas (Per-Olof Carlson 2005) ISBN 91-631-7680-7 [10] Tabeller och Formler (Alf Ölme 2003) ISBN 91-47-05092-6
[11] Isolerrutor (Läromedel från Glasbransch föreningen) ISBN 91-7157-109-4 [12] Energi (Gunnar Dahlvig 1998) ISBN 47-01340-0
[13] SEKONIC Flash Master L-358 Operating Manual
[14] Planglas A (Läromedel från Glasbransch föreningen ) ISBN 91-7157-076-4 [15] Planglas B (Läromedel från Glasbransch föreningen ) ISBN 91-7157-096-9
Hemsidor
[@ 1] http://www.studentlitteratur.se/o.o.i.s/7115 Hämtad 2006-12-28
Utförd av författaren till [1] (Mats Areskog)
[@ 2] http://www.energihjulet.se/enerpass/medb-sko/solfang.html Hämtad 2006-12-22 [@ 3] http://www.biox.kth.se/kjellinternet/Fotometri.Komp.PDF Hämtad 2006-12-23 [@ 4] http://www.sp.se/metrology Mailkontakt med stafan.kallberg@sp.se 2007-01-08 [@ 5] http://en.wikipedia.org/wiki/Exposure_value Hämtad 2007-01-08
[@ 6] http://www.sis.se Hämtad 2007-04-02
[@ 7] http://www.ts.mah.se/utbild/db7060/Optronik/ Hämtad 2007-04-16
[@ 8] http://www.it.kth.se/courses/2B1120/lecture/F6-kvantisering.pdf Hämtad 2007-04-16 [@ 9] http://www.solar.com/pma2141.htm (Upplösning på Pyranometer) Hämtad 2007-04-30 [@ 10] http://en.wikipedia.org/wiki/Pyranometer (Bild på Pyranometer) Hämtad 2007-05-01 [@ 11] http://kartor.eniro.se
[@ 12] http://aa.usno.navy.mil/data/docs/AltAz.html [@ 13] http://www.semcoglas.com/
49
Från glastillverkaren Pilkington:
[@ 14] http://www.pilkington.com/europe/sweden/swedish/default.htm Hämtad 2007-04-08
Från SMHI
[M 1] Weine.Josefsson@smhi.se Mailkontakt (2007-05-03)
Från KAU
[KAU 1] Lars Pettersson (Laboratorieingengör)
50