Historien om solvarmeren

Solen, kilden til liv på jorden

Solen er sentrum i solsystemet. Energien den frigjør varmer opp planeten vår og gir næring til alle former for liv på jorden. Gjennom fotosynteseprosessen omdannes solenergi til organisk materiale, noe som gjør livet mulig.

De fossile brenslene vi bruker mye er i hovedsak også solenergi lagret i jorden. De er imidlertid ikke fornybare. Energien solen sender oss er så rikelig. Mange tror kanskje at på grunn av den avanserte teknologien som menneskeheten har i dag, er utnyttelsen av solenergi noe som har begynt å skje nylig. Men dette stemmer ikke. Fra den tiden menneskeheten bodde i huler ... valgte folk de som vendte mot sørøst. Dette tillot morgensolen å varme dem uten å overopphete dem i de varme månedene.

Kanskje du er interessert:
Hva er solenergi, og hvordan bruker vi den?

De gamle grekerne

Solskinn er det viktigste kjennetegnet ved det greske klimaet. De gamle grekerne trengte aldri sensornettverk eller moderne meteorologiske stasjoner for å forstå og utnytte den guddommelige gaven. I en region der det er sol nesten hele året (selv i de nordlige områdene av landet er solskinn rikelig), er det man trenger å gjøre å utnytte solstrålene om vinteren for å varme seg og unngå dem om sommeren for å beskytte seg mot overoppheting.

Utgravninger i mange antikke greske byer og bosetninger har vist at individuelle hus og bygninger ble bygget mot sør. Selv hele byer ble utformet på en måte slik at alle bygninger hadde lik (rett) solskinn (tilgang til gratis energi) om vinteren. Det er interessant å observere at rundt 500 f.Kr. da grekerne i stor grad avskoget territoriet sitt de måtte finne alternative energikilder. Så da vendte de seg til solenergi.

Urfolk i Amerika

Urbefolkningen i sørvest i Amerika plasserte hjemmene sine slik at solen varmet dem opp, mens de utnyttet steinene om sommeren for å holde dem unna solstrålene. Deres miljøvennlige levesett er velkjent. noe som ikke har endret seg den dag i dag.

Romerriket

De gamle romerne økte nivået på bruk av solenergi til oppvarming betraktelig. Utover de allerede nevnte taktikkene angående bygningers orientering og tilpasning til lokale klimaforhold, brukte de gjennomsiktige (glass)bekledninger i åpningene (dører – vinduer) i bygningene sine. Dette økte effektiviteten til solenergi i innendørsrom betraktelig, samtidig som det påvirket arkitekturen på mange områder som drivhus, bad osv. Solens innflytelse på arkitekturen var så stor at «retten» til tilgang til solen ble inkludert i romersk lovDet bør bemerkes at romerne også avskoget sine territorier.

Solenergi ble glemt

Etter Romerrikets fall ble bruken av glass glemt, og med det fordelene med solstråling til oppvarming av bygninger. Interessen ble gjenopplivet under renessansen både for bygningsarkitektur og drivhus. Utviklende teknologi tillot glassproduksjon, og dette påvirket arkitekturen. Bruken av glass begynte å øke igjen. de første store drivhusene ble skapt både av produktive årsaker (dyrking) og for at folk skulle bruke tiden sin på (rekreasjon).

Rundt 1700 den ledende naturforskeren Horace de Saussure begynte å eksperimentere med solcelledrevne varmebokser. Disse var i hovedsak forfedrene til dagens solfangere. De var enkle isolerte bokser malt svarte med én side dekket med glass. De lignet veldig på dagens solcelleovner, mens mange av de første eksperimentene ble gjort for matlaging. Solcelledrevne vokssmeltere som birøktere bruker til å smelte gamle bikaker og «separere» voksen, er også en variant av samme konstruksjon. På den tiden hadde alle eksperimenter som ble gjort få suksesser.

Det første patentet for varmtvannsbereder med solenergi og starten på moderne solvarmere i Amerika

Kort tid før 1900 begynte man å bygge rørledningsnettverk for vannforsyning til bymiljøet. Akkurat som i dag, var vannet som rant i nettverkene ganske kaldt den gang. Folk begynte å lete etter måter å varme opp vann på. De første varmtvannsberederne for å gi varmt vann ble drevet med ved eller kull. I 1891 Clarence M. Kemp patenterte verdens første solvarmer kalt Climax. Det var en svartvannstank inne i en isolert treboks med én side av glass. Stor likhet med de første forsøkene med solvarmebokser, med den forskjellen at målet nå var å varme opp vann!

Det første produktet ble populært i California, en region hvor det kunne brukes nesten hele året. Det bør bemerkes at California har et lignende klima som det greske middelhavsklimaet. Tusenvis av slike eller lignende apparater ble produsert og installert på kort tid. I denne typen apparater varmer solen opp vannet i svarttanken direkte, og vannet lagres på samme sted.

I 1909 begynte William J. Bailey, også en ingeniør fra California, å selge et annet produkt som han kalte «Dag og natt» solvarmereDet besto av solfangere og en separat vannlagringstank over kollektorene. Lagertanken (reservoaret) var isolert for ekstra varmelagring. Kollektoren besto av et arrangement av rør festet på en flat overflate og innelukket i en isolert boks med glasslokk. Systemet ble fylt med vann, og etter hvert som det ble varmet opp av solen, steg det opp i tanken for senere bruk. Disse systemene lignet ganske mye på dagens, ikke så mye når det gjaldt materialer, men i form og filosofi.

I 1913 en forferdelig frost traff California, og mange solvarmere av denne typen frøs og «sprengte». For å unngå eller begrense lignende situasjoner i fremtiden, installerte Bailey en rørspiral inne i tanken som skulle fungere som en varmeveksler. Han brukte også en blanding av vann og alkohol som frostvæske inne i veksleren. Etter hvert som denne væsken ble varmet opp av solen, steg den opp inne i veksleren (spiralen). Dermed ble vannet i tanken varmet opp uten direkte kontakt ved kontakt med veksleren, og vekslervæsken dannet en krets som ble matet av temperaturforskjellen. Dette er systemene vi kaller lukket krets i dag. Patentene og implementeringene som er beskrevet så langt (1913) beskriver i hovedsak hvordan solvarmere fungerer selv i dag, mer enn 100 år senere.

Naturgass gjorde nesten at solenergien forsvant igjen

I løpet av tiårene på 1920- og 1930-tallet ble det funnet enorme mengder naturgass i Los Angeles-området. Bailey begynte selv å produsere varmtvannsberedere som brukte naturgass som drivstoff, siden det var veldig billig og rikelig. Han laget dem også slik at de kunne styres av termostater som ga varmtvann på forespørsel til bruk dag og natt uten anstrengelse for brukeren. Salget av dette nye produktet skjøt i været, mens salget av solvarmere falt. Distribusjons- og forsyningsselskaper for naturgass ga sterke insentiver for hjem til å bli en del av det nye nettverket. Dette faktum reduserte salget av solvarmere ytterligere, og til slutt kom Baileys siste av produksjonslinjen i 1941.

Historien endret seg og tok sin siste kurs

Men før denne slutten kom for Bailey, tok andre gründere solvarmedesignene til Florida. Der ble historie skrevet, og suksessen var enestående. I den urbane eksplosjonen som fant sted mellom 1935 og 1941 ble over 60 000 systemer installert. Mer enn halvparten av befolkningen i Miami brukte solvarmere i 1941, mens 80% av husene som ble bygget i den perioden hadde en eller annen form for installasjon for å utnytte solenergi.

Andre verdenskrig

Under andre verdenskrig stoppet produksjonen og installasjonen av solvarmere. Kobber var et viktig råmateriale for produksjon av solvarmere, og under krigen ble bruken av det «fryst» til all annen bruk enn krigsindustrien. Da krigen var over, kom produksjonsbedriftene tilbake, men andre forhold som hadde dannet seg, presset solvarmere i glemmeboken.

De eksisterende solvarmerne som hadde blitt installert under den tidligere oppblomstringen av industrien, ble nå ansett som små for behovene som oppsto. Automatiske vaskemaskiner for klær, oppvask og lignende vaskemaskiner hadde et varmtvannsbehov som solvarmerne fra den tiden ikke kunne dekke. Det siste slaget kom fra den nye prispolitikken for elektrisk energi, som etter krigen ble halvert, noe som gjorde den mye mer økonomisk og rimelig for alle.

Et eksempel på hva som var rådende på den tiden når det gjaldt bruk av elektrisk energi (produsert konvensjonelt) var den aggressive politikken i Florida der gratis installasjon av en elektrisk varmtvannsbereder ble tilbudt for å dekke behovet for varmtvann til bruk med den nå billige elektriske strømmen. Samtidig hadde de gamle solvarmerne allerede flere års drift og viste slitasje, materialfeil og lekkasjer. De fleste husholdninger syntes det var mer økonomisk å erstatte dem med billige elektriske varmtvannsberedere enn å reparere de gamle solvarmerne. Tiårene på 1950- og 1960-tallet var for USA år med uhemmet elektrisk energiforbruk. For nesten alle (bortsett fra et lite mindretall) ga bruken av solenergi ingen mening og virket primitiv.

Oljeembargoen og dens rolle i historiens utvikling

I 1973 den første oljeembargo fra arabiske land mot Amerika ble innført. Så opplevde Amerika situasjoner som de ikke var kjent med. Drivstoffmangel, lange køer på bensinstasjoner, mangel åpenbart også på fyringsbrensel, mens prisene på små mengder doblet seg og tredoblet seg. President Jimmy Carter hjalp Amerika med å bevege seg mot energieffektivitet og gjorde bruken av fornybare energikilder til en nasjonal prioritet. I et symbolsk trekk installerte han 32 solfangere på taket av Det hvite hus for å forsyne dem med varmt vann (i 1986, under Ronald Reagans presidentskap, ble de fjernet fra Det hvite hus). Tidligere president Carter endret ikke holdning til fornybare energikilder, og beviste det med sin påfølgende holdning..

Energikrisen og oljeembargoen forandret USA. Med slutten av Vietnamkrigen innså de også noen av sine svakheter og endret perspektiv på energibruk. Forbrukerne begynte å se etter apparater med bedre energieffektivitet, så vel som biler. Behovet for uavhengighet fra fossilt brensel (fra Midtøsten) fikk hele nasjonen til å prøve å erstatte deler av energibehovet sitt med fornybare energikilder. Dette var selvfølgelig en utfordring, ikke noe enkelt. Behovet førte til teknologiske fremskritt, og selskaper innenfor fornybar energisektor spiret overalt for å dekke den økende etterspørselen. Statlig støtte til forskning på fornybar energi steg i været fra 1 million til 400 (det bør bemerkes at dette utgjorde en brøkdel sammenlignet med de tilsvarende beløpene for kjernekraft).

I løpet av tiårene på 1970- og 1980-tallet ble installasjon av infrastruktur ved bruk av solenergi identifisert med patriotisme. Lovgivningen i mange stater inkluderte forskrifter for å gi insentiver til installasjon av fornybar energiinfrastruktur. For eksempel skattelettelser. En ny periode med oppblomstring begynte, og folk begynte å forske og ville installere vindturbiner, solceller, aktive og passive varmesystemer, og vendte naturlig nok tilbake til den gamle og testede løsningen for å produsere varmtvann til bruk, solvarmere som gikk gjennom flere bølger og i dag anses som en åpenbar løsning.

I løpet av den eksplosive etterspørselen etter enheter som bruker solenergi, dukket det opp implementeringer i handelen som var utilstrekkelige med designfeil, men hovedsakelig uten å være tilstrekkelig testet. Mislykkede implementeringer ga et dårlig rykte, men som alle bransjer opplevde også fornybar energibransjen noen avvik, før kvaliteten på produktene stabiliserte seg.

Fossilbrensellobbyen og dens rolle

Strømningen som ble skapt for utbredt bruk av fornybare energikilder falt ikke i god jord hos de som tjente på å selge fossilt brensel. Etter den dyreste valgkampen i USA ble Ronald Reagan valgt til president. Denne kampanjen ble finansiert av oljeselskaper. Intensjonene til den nye presidenten, men hovedsakelig de som støttet ham og fremmet valget hans, lot ikke vente på seg. Under hans presidentperiode ble USAs tilbakevending til fossilt brensel tydelig. Kanskje som et symbolsk trekk (tilsvarende president Carters, men med motsatt innhold), ble solfangerne som erklærte og «satte et eksempel» for alle amerikanske borgere om å bruke fornybar energi og vise følsomhet for energisparing, umiddelbart fjernet fra Det hvite hus.

Mellom 1981 og 1986 endret måten publikum oppfatter politikk i forhold til energispørsmål seg for alltid. Man kan hevde at ganske enkelt amerikansk politikk endret seg, og at de på grunn av omstendigheter igjen vendte seg til billigere energi for å støtte økonomien. Under Reagans administrasjon ble imidlertid finansieringen til forskningsprogrammer knyttet til fornybar energi drastisk kuttet.

I det øyeblikket alle andre utviklingsland fortsatte sin innsats for å generalisere bruken av fornybare energikilder, forlot Amerika dem. Europeiske og asiatiske land reduserte energiforbruket i forhold til BNP med omtrent halvparten sammenlignet med Nord-Amerika. Selv om de opprettholdt en lignende livsstil som den amerikanske, ble det oppnådd en 50%-reduksjon i energiforbruket. Sammenligningen med Israels eksempel er verdt det. i hvordan energimangelen ble håndtert sammenlignet med Amerika. Selvfølgelig forskjellige skalaer når det gjelder befolkning, areal og økonomi. Israel befant seg i nød og tok drastiske tiltak. De behandlet solenergi som en stabil kilde og ikke som en midlertidig løsning som vi bare bruker når alle andre energikilder viser seg å være utilstrekkelige.

Reagan desimerte solenergiindustrien i Amerika i det øyeblikket andre nasjoner opphøyde den til hovedløsningen for å håndtere energiproblemer. Han satte seg som mål å avskaffe alle skattelettelser knyttet til fornybar energi og begrense finansieringen til forskning i denne sektoren innen 90%. Holdningen og politikken som ble anvendt av hans administrasjon ga det siste slaget til den amerikanske solvannsberederindustrien. I perioden 1984-1986 falt salget av solvannsberedere med mer enn 91%. Frem til 1990-tallet holdt industrien seg levende takket være de som investerte i solenergi av samvittighet og ikke fra et kostnadsperspektiv. Det vil si fra individer som forsto betydningen av energisparing og ikke pengesparing. Fra antikken og frem til i dag velger folk flest, selv om de vet forskjellen, til slutt basert på penger.