Värme

Har byggt ett solenergihus

En skiss över Solgården.

En skiss över Solgården. Grafik: Stefan Larsson

Ett energieffektivt boende är bra för både plånboken och miljön. Det vet forskaren Stefan Larsson, som tillsammans med sin fru byggde ett hus för att kunna testa sina innovationer.

Solgården är ett solenergihus som forskaren Stefan Larsson och hans familj bor i. Huset fungerar som ett vanligt hushåll, men var från början på många sätt ett enda stort experiment.

Stefan Larsson

Stefan Larsson

- Den inriktning på forskning som jag och min fru ville ha fanns inte sedan tidigare. Vi hade därför svårt att få anslag. Så vi bestämde oss för att bygga ett eget hus där vi testade våra innovationer. Vi hade företag som ställde upp med ingenjörer, men finansierade ensamma själva bygget, säger Stefan Larsson, forskare i förnyelsebar energi.

Uppvärmning och varmvatten får de via solfångare och ackumulatortank i kombination med en pelletspanna. Elen hämtas via vattenkylda solceller som även är kopplade till en batteribank, så att de klarar sig ett par dagar även om strömmen går.

I marken runt huset finns en markkollektor som ser till att det är varm luft som kommer in i ventilationssystemet; dvs jordvärme men utan värmepump - ett så kallat värm- och kyllager för ventilationsvärmeåtervinning.

Solgården

Solgården. Foto: Stefan Larsson

Experimenthuset Solgården
I Solgården har solfångaren en parabolformad reflektor bakom absorbatorn, vilket är den mörka plåten som solen värmer upp och som i sin tur värmer upp vattnet som leds in till ackumulatortanken.

– Under hela solenergihistorien har man arbetat med olika metoder för att koncentrera solljus. Jag var en av de som sysslade med det här innan det blev allmänt känt och innan det kom kommersiella solcellsprodukter på marknaden. Den lösning vi har i huset bygger på en idé som jag då hade arbetat med under många år, säger Stefan Larsson.

I uppfällt läge koncentrerar reflektorn solljuset och gör solfångaren 2,7 gånger så effektiv som en vanlig sådan. Dock syns reflektorn från insidan, den täcker alltså för fönstret. Det gör att rummet inte blir för varmt sommartid, men också att den kan arbeta 2,7 gånger så effektivt medan de ändå är på jobbet och inte har någon nytta av vacker utsikt. I nerfällt läge ser familjen ut genom fönstret precis som vanligt.

Kärnan i reflektorerna är av cellplast. Uppfällda under nattens kalla timmar ger de därför dessutom en isolerande effekt för huset, eftersom värme inte kan läcka ut genom fönstren.

– Efter att vi byggt huset och skrivit en bok om det var det flera företag som plockade upp den här idén. Idag är det framför allt två företag som blivit riktigt stora på den typen av produkter, säger Stefan Larsson. 

Experimentet Solgården har varit ett flerårigt arbete som avslutades först 2014. Syftet har varit att vidareutveckla det passiva solenergihuset, vilket betyder att det är en annan lösning än vanliga passivhus.

Huvudkomponenter i Solgårdens elsystem:

  • Solceller
  • Stirlingmotor (pellets)
  • Växelriktare (ström till eluttag från solceller och Stirlingmotor)
  • Lågenergilampor med rörelsedetektorer
  • Ventilationsfläkt permanentmagnetmotor
  • Cirkulationspump med permanentmagnetmotor
  • Varmvattenanslutning till disk-, tvätt- och torktumlare via solceller
  • Effektvakt (begränsar huvudsäkringens storlek)
Solgården ritning

Fasaden med fönster mot söder och den slutna mot norr.

Ytterligare en uppfinning i huset är pelletspannan som utrustats med en elgenerator och en Stirlingmotor. Vid de tillfällen då ackumulatortanken är för kall så kickar pelletspannan igång och ger både el och värme. Den årliga förbrukningen av pellets håller sig omkring 1600 kg/år, enligt Stefan.

Stirlingmotorn har han utvecklat själv.

– Elkraftverk är i drift många fler timmar än en bil, så vi var tvungna att utveckla en motor som kunde vara i drift dygnet runt utan att behöva service. Du skulle också kunna ansluta olika typer av elkällor, man vill kunna kombinera solcellsdriften på sommaren med pelletspannan på vintern så att man kan kompensera under hela året och sälja ut överskottet, säger Stefan Larsson

Den här idén var det dock inga företag som spann vidare på. Därför valde Stefan själv att göra det och i mars i år släpps första kommersiella versionen av hans hemmaelverk.

Allt styrs med hjälp av ett datorprogram som Stefan utvecklat själv. Programmet känner av när det är dags att sälja överskottsel, och när elen ska användas lokalt.

- Vi har utvecklat en IT-plattform som gör det möjligt att äga ett aggregat medan vi administrerar själva plattformen. Användaren använder aggregatet som en vanlig värmepump, förklarar Stefan Larsson.

Hur väl fungerar elsystemet?

– Husets egna system producerar elbehovet, men vissa år har vi köpt in en del på grund av ombyggnationer, säger Stefan.

Solenergihusets skal
Allt det tekniska var en förutsättning för att huset skulle fungera som tänkt när det byggdes 2004.

– Vanliga passivhus nyttjade då spillvärmen från hushållsprodukterna. Men eftersom vi investerade i A+-klassade vitvaror och energisnål LED-belysning så räckte inte spillvärmen till. Vi var därför tvungna att bygga ett passivt skal och kombinera det med en aktiv insida, säger Stefan Larsson.

Själva skalet består av en kombination av stenullsisolering mot innervägg och polystyren mot yttervägg.

– Vi ville ha ett passivt och miljövänligt hus och kollade därför runt på olika typer av material. Det kom en matförpackningsplast i början av 2000-talet, en miljövänlig polystyren, som vi bestämde oss för att använda istället för den plastfolie som man tätade passivhus med på den tiden. Vi använde polystyrenmaterialet i ytterväggarna och stenull med träregelsystem inåt i huset. På så sätt uppfyllde vi täthetskraven utan att behöva oroa oss över allergier i framtiden, säger Stefan Larsson.

Plasten de använde kommer från Thermisol och den sitter ytterst i väggarna. 

När de byggde sin andra byggnad på tomten valde de istället att isolera med träull. Hade han gjort om Solgården idag skulle han överväga träull även där.

Tegelvägg

En tegelvägg jämnar ut temperaturskillnader. Foto: Stefan Larsson

Fler finesser i huset: 

  • Golvvärme endast på undervåningen eftersom värme stiger.
  • En tegelvägg i huset jämnar ut temperaturskillnader genom att den tar upp överskottsvärme när det är varmt och ger ifrån sig värme när temperaturen sjunker.
  • Huset har stora fönster i söderläge, utrustade med solceller på insidan som fångar upp värmen och gör om den till el och uppvärmning. I norr sitter bara några små fönster längst upp på huset.
  • Huset har skafferi i kombination med ett så litet kylskåp som möjligt, eftersom en stor del av maten mår lika bra i ett skafferi på 12 grader.

Om forskningsprojektet Solgården
Stefan berättar vidare att inom forskninsprojektet Solgården har man haft haft 3 st doktorander från Lunds Universitet som har arbetat med olika delar i huset fram t o m 2014, samt ytterligare forskare i mindre projekt ifrån Mcintosh-Universitetet i Storbrittannien mfl. Projekten har omfattat byggnadsfysik, fönster, byggnadsskalet, grundläggning, ventilationsvärmeåtervinning, energilagring, avloppsrening, avloppsvärmeåtervinning, solel, solvärme, stirlingmotorbaserad kraftvärme, prediktiv styr & reglerteknik mm.  

Delar av byggkonceptet används idag av isolertillverkaren Termisol mfl samt av hustillverkarna Foamsystem och Globalhus. Det finns ett växande antal hus som uppförs med teknik som ursprungligen kommer ifrån Solgården-projektet och dess forskning. 

Läs mer
Stefan kompis som också heter Stefan använde hans idéer när han flyttade en timmerlada och byggde om till bostad, vilket du kan läsa om i artikeln Flyttade lada och byggde om till bostad

Bygg snål med egen energi
Stefans bok Bygg snålt med egen energi