Soltage, der også varmer

Se på et solpanel på en solskinsdag, og det meste af den energi, der falder på det, gør ikke noget nyttigt. Cellerne omdanner 15 til 20 % af lyset til elektricitet, hvoraf 65 til 70 % bliver til varme, som opvarmer panelet og gør det mindre effektivt (IEA SHC Task 60, 2020). En solcelle-termisk (PVT) kollektor placerer en varmeveksler bag cellerne, transporterer varmen væk i vand eller luft og bruger den til varmt brugsvand, rumopvarmning eller en varmepumpe.

Den ærlige opsummering: PVT virker, sælges i dag og kan levere to til tre enheder varme for hver enhed elektricitet fra samme tag, men det betaler sig kun der, hvor der er et stabilt brug af lavtemperaturvarme, og de målte omkostninger er stadig højere end separate paneler og solfangere de fleste steder. Denne side forklarer hvorfor med tallene.

Hvad det er

En PVT-kollektor er et solcellepanel og en solvarmekollektor i én ramme. Der er tre hovedfamilier (IEA SHC Task 60, 2020):

• Udækkede vandsamlere ligner almindelige paneler med en flad varmeveksler bundet til bagsiden. De kører køligt, hvilket passer cellerne, og mister let varme til vinden. De udgør 61% af den installerede PVT-varmekapacitet på verdensplan og bruges oftest som varmekilde til en varmepumpe.
• Dækkede (glaserede) solfangere tilføjer et andet glasark og en isolerende luftspalte foran cellerne. De når de 50 til 60 °C, som varmt brugsvand har brug for, men det ekstra glas reflekterer noget lys og cellerne kører varmere, så de producerer mindre elektricitet.
• Luftkollektorer blæser luft bag panelerne og bruger den til at opvarme eller ventilere en bygning. De udgør 33% af den installerede PVT-kapacitet.

Koncentrerende og evakueret-rør design findes, men spiller en mindre rolle (IEA SHC, Solar Heat Worldwide 2025).


Sådan virker det

Lysbudgettet. På en klar dag når der ca. 1.000 W sollys til hver kvadratmeter af et panel, der vender mod solen; 800 W er en mere typisk lys time. En siliciumcelle omdanner den del af spektret, som den kan bruge, til elektricitet. Resten reflekteres, passerer igennem eller bliver til varme i cellen.

Varme gør cellerne værre. Den elektriske effektivitet af en krystallinsk siliciumcelle falder næsten lineært med dens temperatur: η_el = η_ref × (1 − β × (T_cell − 25 °C)), hvor β er omkring 0,4% pr. Kelvin (det målte område er 0,2 til 0,5%). Kort sagt: Et panel, der er mærket med 20% effektivitet ved 25 °C, leverer omkring 18,4%, når dets celler sidder ved 45 °C, hvilket er normalt på en solskinsdag (Skoplaki og Palyvos, 2009).

Varmeopsamling. Den varme, en kollektor leverer, følger ligningen i teststandarden EN ISO 9806: η_th = η_0 − a_1 (T_m − T_a) / G − a_2 (T_m − T_a)² / G. Her er η_0 den andel af sollys, der bliver til nyttig varme, når væsken er ved lufttemperatur (ca. 61% er typisk for PVT), T_m er den gennemsnitlige væsketemperatur, T_a lufttemperaturen, G sollyset i W pr m² og a_1, a_2 beskriver hvor hurtigt varmen lækker væk. Kort sagt: jo varmere du vil have vandet, jo mindre varme samler du, og en åben solfanger uden glasdæksel til at holde vinden ude mister meget hurtigere varme end en overdækket.


Afvejningen. Koldt vand hjælper to gange: cellerne kører køligere og laver lidt mere elektricitet, og kollektoren samler mere varme. Varmt vand gør ondt to gange. Derfor er PVT og varmepumper naturlige partnere: En varmepumpe ønsker en kilde ved 5 til 20 °C, præcis hvor en åben PVT-kollektor er mest effektiv. Når væsken er koldere end luften, trækker en afdækket solfanger endda varme fra luften, dag og nat, hvilket gør det muligt at erstatte udendørsenheden i en luft-til-luft varmepumpe eller genoplade jorden omkring Grundvarmepumpe boringer. Forklaringen ovenfor lader dig prøve dette.

Forholdet. Fordi mere af lyset bliver til varme end elektricitet, “to eller flere enheder termisk energi genereres for hver enhed elektrisk energi, afhængigt af celleeffektivitet og systemdesign” (IEA SHC opgave 60, 2020).

Grænserne

Teoretisk. Sollys leverer højst ca. 1 kW pr. kvadratmeter ved middagstid og i gennemsnit over et år 100 til 300 W pr. m² afhængigt af breddegrad og vejr. Ingen solfanger kan levere mere energi end der falder på den (undtagen luftkildevarmen en åben solfanger trækker ind, når det kører koldere end luften, som er varmepumpe fysik, ikke ekstra sollys). Elektricitet er begrænset af cellen: omkring en femtedel af lyset for kommerciel silicium. Varmen begrænses af den temperatur, du har brug for: Ved 60 °C mister en solfanger allerede en stor del af det, den samler.

Praktisk.

• Varmen skal have en anvendelse i nærheden. Lavtemperaturvarme kan ikke sælges ind i et net som elektricitet. På en solrig eftermiddag i juli har et hus med en fuld varmtvandsbeholder ingen steder at sætte mere varme, så kollektoren holder op med at samle (“stagnation”) og varmer op som et almindeligt panel. Størrelsen på varmesiden til det reelle behov er vigtigere end nogen opsamlerdetaljer.
• Temperaturgrænser. De fleste paneler er certificeret til celletemperaturer op til ca. 85 °C. En overdækket opsamler, der står stille om sommeren, kan nærme sig det, hvilket ældes indkapslings- og loddesamlingerne.
• To brancher under ét tag. PVT har brug for en elektriker og en blikkenslager, to sæt standarder (IEC 61215 og 61730 til den elektriske side, EN ISO 9806 til den termiske side) og indtil for nylig ingen enkelt teststandard af sin egen. IEA’s eksperter anfører omkostninger, test og installatørfærdigheder, ikke fysik, som barriererne (IEA SHC Task 60 position paper).
• Konkurrence fra billige paneler. Almindelige solpaneler er blevet så billige, at et tag ofte kan rumme separate solcellepaneler og en lille solvarmekollektor eller solcellepaneler plus en luft-til-vand varmepumpe for mindre end et PVT system.


Virkelige projekter, målt

Projekt	Hvad det er	Hvad blev målt eller rapporteret	Kilde
26 eksempler på systemer i IEA SHC Task 60 (Europa og andre steder, 2020)	Varmt brugsvand, varmepumpe og industrielle systemer, overvåget i ca. et år	Covered PVT for hot water: up to about 700 kWh of heat per m² a year; uncovered: about 400. Electrical performance ratio 0.66 for covered and 0.75 for uncovered collectors (ordinary PV: 0.7 to 0.85). Heat pump systems using uncovered PVT as their only source reached a seasonal performance factor of about 3 in Switzerland	Schubert og Zenhäusern, 2020
Det nye rådhus, Freiburg, Tyskland (2017)	PVT-kollektorer til varmt brugsvand på en netto-plus-energi kontorbygning	Designet til at levere 22 MWh varme om året mod et varmtvandsbehov på 145 MWh, men med et målt behov på kun 24 MWh om året var solfangerfeltet alt for stort, kørte varmere og leverede mindre varme pr. m² Solandel 29,6 %; elproduktion som forventet	IEA SHC Task 60, Eksisterende PVT-systemer
Bedste spisesteder i Herisau, Schweiz	Afdækket PVT på en industribygning	106 kWp elektrisk og 324 kW termisk effekt (nominel, ikke målt effekt)	IEA SHC, Solvarme på verdensplan 2025
Ny sportsarena, Østrig	1.130 m² PVT med 80 jordsonder og en 540 kW varmepumpe	Designet til at opfylde et varmebehov på 1,4 GWh om året uden fossilt brændsel (designfigur)	IEA SHC, Solvarme på verdensplan 2025
Verdensmarkedet, 2024	46 producenter rapporterer	37,5 MW termisk og 18,6 MW elektrisk installeret i 2024; Frankrig (629.136 m²), Tyskland og Holland leder	IEA SHC, Solvarme på verdensplan 2025

Freiburg-sagen er den mest nyttige lektie på denne side: opsamlerne fungerede, forudsigelsen af hvor meget varmt vand bygningen ville bruge gjorde det ikke. Der er stadig ikke mange offentliggjorte, uafhængigt målte data for PVT-systemer; de fleste tal kommer fra pilotprojekter.


Hvad det koster

Mulighed	Omkostninger pr. kWh	År og kilde
PVT, veldimensionerede systemer i Task 60-prøven	elektricitet omkring €0,20; varme under €0,10	2020, Schubert og Zenhäusern
PVT, gennemsnittet af stikprøven for opgave 60	elektricitet 0,10 til 0,15 euro; varme 0,25 euro (overdækket) til 0,45 euro (uden overdækning)	2020, samme kilde (afhænger af hvordan omkostningerne fordeles mellem varme og el)
PVT, modelleret	elektricitet 0,20 €; varme 0,22 €	Lämmle (2019), citeret i samme rapport
Benchmark: tagmonterede solpaneler på samme bygning	omkring $0.19 central	Læs mere om vores Fan Wall model
Kommercielle og kommunale solcelleanlæg på tag, USA	$0.09 to $0.20	Juni 2026, Lazard LCOE+ version 19
Solvarme til varmt brugsvand, Europa	0,03 EUR (syd) til 0,19 EUR (midt og nord) pr. kWh varme	2015, ESTIF, citeret af Schubert og Zenhäusern
Varme fra en gaskedel, EU-husholdninger	ca. 0,14 € pr. kWh varme (kun brændstof: gas til 0,1228 € pr. kWh, 90 % effektiv kedel)	anden halvdel af 2025, Eurostat

Hvad tabellen siger: de bedste PVT-systemer producerer allerede varme til mindre end en gaskedels brændstofomkostninger i Europa og elektricitet til omtrent samme pris som tagpaneler, men det gør det gennemsnitlige pilotsystem ikke. Forskellen er enorm, fordi værdien af varmen udelukkende afhænger af, om den bliver brugt. IEA eksperter har sat sig som mål at reducere PVT opsamler omkostninger med en faktor på 1,5 til 2 gennem volumen og teknologi (Task 60 position paper).

Hvor det kan vinde, og hvor det ikke kan

Det kan vinde:

• Bygninger med et helårsvarmebehov og et lille tag: lejlighedskomplekser, hoteller, hospitaler, svømmebassiner, vaskerier, sportshaller. Hver kvadratmeter gør to ting.
• Som varmekilde til en varmepumpe. Udækket PVT kan erstatte en støjende udendørs enhed eller genoplade et borehulsfelt, så det ikke køler ned i årenes løb, hvilket er hvor den seneste vækst kommer fra.
• Varme, solrige steder med varmtvandsbehov, hvor overdækkede kollektorer kan opfylde det meste af dette; et Task 60-system nåede en solcelleandel på 70 %.
• Lavtemperatur industrivarme (vask, tørring, forvarmning), hvor der er brug hver dag året rundt.

Det kan ikke vinde:

• Hvor varmen ikke har nogen bruger. Et sommerhus, et kontor med lidt varmt vand eller et hus, der allerede opvarmes af en varmepumpe med egen udendørs enhed, kan være bedre tjent med almindelige paneler.
• Ved høje temperaturer. Damp- og procesvarme over ca. 80 °C er udover, hvad solceller kan tåle; koncentreret solvarme eller termisk oplagring Det passer bedre.
• På pris alene mod billige paneler, indtil installationen bliver så rutinemæssig som almindelig PV.

Hvad er bevist, plausibelt og spekulativt

Bevist: temperaturstraf for siliciumceller; kollektorfysikken i EN ISO 9806; at PVT-kollektorer leverer både elektricitet og varme i virkelige bygninger med målte udbytter på ca. 400 til 700 kWh varme pr. m² om året; at åben PVT kan fungere som den eneste kilde til en varmepumpe med en sæsonmæssig effektivitetsfaktor nær 3 i Schweiz; at overdimensionering af varmesiden sænker udbyttet.

Plausibelt: at volumenproduktion og standardsæt kan reducere omkostningerne med en faktor på 1,5 til 2; at PVT plus varmepumper kan dekarbonisere tætte byblokke, hvor der ikke er plads til udendørsenheder eller boringer; at bedre termisk kontakt mellem celler og absorber øger begge udbytter.

Spekulativ: PVT-drevet strålekøling om natten i nyttig skala (påvist i forskning, sjældent i bygninger); langvarig holdbarhed af cellen til absorberbindingen over 25 års termisk cyklus; bygningsintegrerede PVT-facader til en konkurrencedygtig pris.

Åbne forskningsspørgsmål

• Hvordan ældes celle-til-absorberbindinger og indkapslingsmidler under daglig termisk cykling og sommerstagnation? Twenty-five-year field data does not yet exist.
• Hvad er den rigtige fordeling mellem PVT, almindelig PV og borehulslængde i et varmepumpeanlæg, og hvor meget forlænger PVT-regenerering virkelig boret?
• Kan en kombineret teststandard og certificering reducere omkostningerne og tiden til at bringe et PVT-produkt på markedet?
• Hvordan skal installatører dimensionere varmesiden, når det reelle behov for varmt vand er så usikkert, som Freiburg viste?
• Kan billige polymervarmevekslere matche metalvarmevekslere med hensyn til varmeoverførsel og levetid?

Hvad en fungerende prototype ville kræve

For en opfinder med et nyt PVT-design er det bevis, der tæller, en solfanger målt i solen, med kalibrerede sensorer, længe nok til at se både gode og dårlige dage.

Fase	Arbejde	Hvad det beviser	Omkostninger	Tid
0. skrivebordsstudie	Varmeoverførselsmodel af designet, sammenligning med offentliggjorte opsamlerdata, omkostningsestimat	Ideen slår eksisterende PVT på papiret	$5k to $15k	1 til 2 måneder
1. Bench og udendørs test af en opsamler	Målt elektrisk effekt (I-V kurver) og termisk virkningsgrad ved forskellige væsketemperaturer, ifølge EN ISO 9806 og IEC 60891 metoder, i et akkrediteret laboratorium eller en omhyggelig universitetsopsætning	Real η_0, a_1 og den elektriske temperaturstraf	$15k to $40k	3 til 4 måneder
2. Pilotprojekt med lille system	10 til 20 m², der forsyner en rigtig varmtvandsbeholder eller varmepumpe med varmemålere, elmålere og vejrstation, et år	Sæsonbestemte udbytter, stagnationsadfærd, pålidelighed	$40k to $100k	12 måneder
3. Certificering	IEC 61215 og 61730 (elektrisk sikkerhed og holdbarhed), Solar Keymark (termisk), bygningsgodkendelser	Et produkt, der kan sælges og forsikres	$60k to $150k	9 til 12 måneder


Faser 0 til 2 koster omkring $60,000 to $155.000. Dette er vores skøn fra typiske laboratorie- og overvågningsomkostninger, ikke tilbud.

Hvem vi har brug for

• Solvarmeingeniør med erfaring i test af EN ISO 9806.
• PV modul ingeniør der forstår indkapslingsmidler, termisk cykling og IEC 61215.
• Byggetekniker (HVAC) til at dimensionere varmesiden og integrere varmepumper og opbevaring.
• Monitoring specialist til at designe kalibreret varme- og elmåling.
• Produktionspartner i stand til at laminere og binde varmevekslere i volumen.
• Installerer og blikkenslagere villige til at prøve en kombineret installation og rapportere den faktiske arbejdstid.

Har du en bedre idé?

Måske har du en bedre absorber, en billigere måde at binde det på eller en smartere måde at bruge varmen på. Nogle medlemmer af Local Solar System Fonden har måske kontakter, der kunne høre et pitch for en stærk energiidé. For at blive pitchet, skal en idé have en fungerende, virkelighedsnær model, der rent faktisk producerer strøm og varme, målt på et instrument, ikke hævdet. Papiridéer er også velkomne: Hvis fysikken og tallene er solide, kan vi offentliggøre dem her på hjemmesiden. Det er meget svært at rejse kapital uden en fungerende model, og vi kan ikke love finansiering, afkast eller introduktioner.

For PVT er den billigste måling, der tæller som en fungerende model, en solfanger udendørs ved siden af et identisk almindeligt panel, hvor indløbs- og udløbsvandtemperaturerne, flowet og begge panelers elektriske output logges i nogle få solrige uger. Det viser den varme, der opnås, og den elektricitet, der vindes eller tabes. Send den via bidragsformular, og se hvordan PVT sammenlignes med andre ideer på ideeradaren.

Kilder

1. Bjerregaard, M. et al. (2020). Grundlæggende begreber i PVT kollektor teknologier, anvendelsesområder og marked. IEA SHC Task 60, Report D5.
2. Skoplaki, E. og Palyvos, J.A. (2009). Om temperaturafhængigheden af solcellemodulets elektriske ydeevne: en gennemgang af effektivitet/effekt-korrelationer. Danske Naturvidenskabernes Selskab 83(5), 614-624.
3. AEE INTEC og IEA SHC (2025). Solar Heat Worldwide, 2025 udgave, kapitel 5.4, Solcelle-termisk systemer.
4. IEA PVPS (2025). Snapshot af globale solcellemarkeder 2025.
5. IEA SHC Task 60 (2020). PVT teknologi position papir.
6. Schubert, M. og Zenhäusern, D. (2020). Vurdering af ydeevne af eksempel PVT systemer. IEA SHC Task 60, Report D2.
7. IEA SHC Task 60 (2020). Eksisterende PVT-systemer og -løsninger, herunder faktabladet om det nye rådhus i Freiburg (efter Réhault et al., 2019).
8. (2017) . ISO 9806:2017, Solenergi: solvarmeopsamlere, prøvningsmetoder.
9. Chow, T.T. (2010). En gennemgang af fotovoltaisk/termisk hybrid solteknologi. Anvendt Energi 87(2), 365-379.
10. Herrando, M., Markides, C.N. og Hellgardt, K. (2014). En britisk-baseret vurdering af hybride solcelleanlæg og solvarmesystemer til opvarmning og strømforsyning i private hjem: systemets ydeevne. Anvendt energi 122, 288-309.
11. Lazard (June 2026). Levelized Cost of Energy+, version 19: fællesskab og C&I sol $88 to $197 pr. MWh.
12. Eurostat (2026). Naturgasprisstatistik: EU-gennemsnit for husholdninger på 0,1228 EUR pr. kWh i anden halvdel af 2025.
13. Local Solar System Foundation (2020, model opdateret 2026). The Fan Wall: åben model, tagmonterede solcelleanlæg.