De fleste kender nok solcellepaneler som skinnende sorte glasplader lagt oven på et tag. Effektivt, men måske ikke den kønneste løsning, når huset skal forsynes med bæredygtig energi. Og det skal det. Siden 2020 er kravet til alle nye byggerier ifølge et EU-direktiv, at de stort set ikke må udlede CO2, og den energi, de forbruger, skal komme fra vedvarende kilder tæt på eller i selve huset. Her er solceller en oplagt løsning, fordi de giver et højt energiudbytte og samtidig er kommet ned i et rimeligt prisleje.
Prisen er faldet ca. 90 pct. over de seneste ti år. Derfor begynder det nu at give mening også at arbejde med panelernes udseende og placering. Det kan f.eks. betale sig at give dem forskellige farver, selvom det reducerer effektiviteten i varierende grad, og med hensyn til placeringen gælder det om at udnytte så mange flader som muligt til at producere den efterspurgte grønne energi.
Alt dette er nu ved at blive undersøgt nærmere i projektet UnitSun, hvor forskere fra DTU deltager sammen med rådgivningsfirmaet MG Solar og facadeentreprenøren HSHansen. Et synligt udtryk for projektet er en lille pavillon, der er dukket op på marken i den nordlige ende af DTU Risø Campus. Husets oprindelige vægge mod syd, øst og vest er fjernet og erstattet af facadeelementer med solcellepaneler i forskellige farver. Og indenfor myldrer det med ledninger og måleudstyr, som i løbet af det næste år skal give et solidt datagrundlag for at vurdere, hvor meget energi man kan få ud af panelerne alt efter farve og placering.
”Hvordan opnår man det bedste kompromis mellem æstetik, effektproduktion og pris? Det er den opgave, vi forsøger at løse for HSHansen,” fortæller projektleder Sune Thorsteinsson, der arbejder på sagen sammen med specialkonsulent Peter Behrensdorff Poulsen og ph.d.-studerende Markus Babin.
”Vi skal give et sikkert estimat for, hvad facadeelementer med solceller vil betyde for husets energi, så det bliver lige så let at vælge dem som et hvilket som helst andet facademateriale.”
Varme farver giver mindst energi
Når solceller normalt er sorte, er det, fordi sort absorberer alt lys og dermed giver cellen mest mulig fotonenergi, som kan konverteres til elektricitet. Når solceller farves, kan det gå ud over cellernes effektivitet, og uden detaljerede målinger er tabet i effektivitet svært at forudsige. Der findes forskellige tekniske løsninger til farvning af solceller, nogle mere effektive end andre. Typisk har de mest effektive løsninger en tendens til at changere i farvenuancen, alt efter hvilken vinkel man ser dem fra.
På demonstrationshuset er sydsiden dækket af de normale sorte celler. Her eksperimenteres der med afstanden fra solcellerne til isoleringen. Mod vest er der et hvidt solcelleelement, som har vist sig at tabe ca. 50 pct. energi i forhold til det sorte. Der er også forskellige farvede paneler, bl.a. et i teglrød, som kan være påkrævet til byggerier i bestemte områder. De taber 20-30 pct. energi, mens en dybere rød betyder, at cellerne producerer 40 pct. mindre. Men selvom de farvede solcellepaneler altså er mindre effektive, regner man med, at energiproduktionen alligevel vil kunne opveje meromkostningen, især fordi hele facadeelementet erstatter et konventionelt element og tilmed genererer en indtjening.
Solcellepaneler produceret på stedet
På DTU har man i mange år beskæftiget sig med solceller, de seneste år også dem, der efter en metode udviklet af Dansk Solenergi sidder bag en gennemsigtig farvet folie. Og i 2019 blev mulighederne for at udvikle nye solcelleløsninger yderligere styrket med indvielsen af et laboratorium, hvor forskerne selv kan bygge og teste solcellemoduler i alle typer og størrelser.
Testhuset med de mange forskellige solcelleelementer er således hjemmelavet hele vejen igennem. Og de data, der genereres i selve huset, suppleres af data fra et avanceret målesystem bygget af ph.d.-studerende Markus Babin. Her kan man ved hjælp af en laserlyskilde teste solcellerne i alle vinkler og både få tal på farvernes betydning for effekten og mængden af genskin, der som bekendt kan være en meget generende sideeffekt ved de traditionelle solcelleløsninger.
Ud over farverne bliver der også eksperimenteret med forskellige teksturer, f.eks. sandblæst glas, og overflader, hvor de sølvfarvede bånd, der leder strømmen væk, er dækket.
Win-win
HSHansen håber inden længe at kunne tilbyde indbyggede solcellemoduler i deres præfabrikerede facadeelementer, så arkitekter og bygherrer på en gang kan få en energigevinst og et nyt æstetisk element at lege med.
”Med DTU’s hjælp regner vi med at få et katalog over mulighederne, deres effekt og deres omkostning. Vores facadeelementer designes i forvejen ofte med flader af ugennemsigtigt glas, som kan skabe særlige visuelle effekter. Og der vil det f.eks. være oplagt i stedet at indsætte en solcellerude, som ovenikøbet kan producere energi,” siger Pernille Brændstrup Kjær, der er afdelingsleder i HSHansen. Hun uddyber:
”Med UnitSun-projektet satser vi på, at solcellepaneler kan blive et standardsupplement til vores facadeelementer, som arkitekter vil elske.”
