Snøsensor kan redde solcelle-prosjekter: – Akkurat det vi lette etter

Porsgrunn, Telemark: Ute på taket til byggevareprodusenten Isola er det stier i det grønne. Gangveier mellom arealer med plantejord og sedum, som skal bidra til å holde regn- og smeltevann borte fra gata. Hindre oversvømmelse.

– Det er også bra for biomangfoldet, påpeker Anders Besvold Hansen, daglig leder i Isola Solar.

På andre deler av Isolas hovedkontor er det et blendende hvitt takbelegg. Asfaltmembran bestrødd med lyse sandkorn for at solcellene, som er installert på så å si hele taket, skal få mest mulig lysrefleksjon.

Undersøkelser viser at det lyse takbelegget reflekterer 60–70 prosent av solstrålene. Svart asfaltbelegg 20 prosent, sedum noe mer.

– Men ingenting slår snø, understreker Jørgen Young, leder for innovasjon og utvikling i Isola.

Trives i skyggen

Solcellene som er installert på dette taket, er tosidige (bifacial). De høster energi på begge sider av panelene. Derfor står de mer oppreist enn vanlige solcellepaneler, 35 grader mot cirka 10.

For ikke å kaste skygge over hverandre er det minst tre meter mellom radene. Målet er at færre paneler kan produsere mer strøm enn liggende paneler, for eksempel når taket ikke tåler tyngden av mange paneler.

Undersøkelser hos Institutt for energiteknikk (Ife) viser at slike solceller kan høste opptil 17 prosent mer energi enn ensidige solceller, såkalt bifacial gain.

– En annen fordel er at det kan gro planter under og mellom dem. Det er dette som bør være normen for industritak. Både vannfordøyning og lokal kraftproduksjon, sier Jørgen Young.

– Vi var redde for at plantene under panelene skulle visne. Men det viser seg at de trives godt med litt skygge, kommenterer Anders Besvold Hansen mens vi tusler rundt på det dels grønne, dels hvite taket.

Utfordrende tyngde

For mange byggeiere er det ikke mulig med en løsning som dette: Så langt har snølast alene vært dimensjonerende for norske tak. Få tak er konstruert for å tåle tyngden av både snø, hagejord, vann og solceller.

Ifølge Isola veier sedumfeltene deres 25–60 kilo per kvadratmeter. Sedumen har kapasitet til å holde på 8 liter vann per kvadratmeter. Tyngden av solcellene på taket er cirka 7 kg/m². Til sammen gir det en permanent tilleggslast på 32–75 kg/m².

På Bygningsfysikkdagen i Oslo i november fremhevet Mari Lauglo, rådgiver i Norconsult, bæreevne som barriere nummer én for installasjon av solceller.

– Eldre bygg hadde ofte en overkapasitet i beregningene, men de er prosjektert etter gammel snølaststandard. På nye tak er det ofte ikke noe ekstra kapasitet, forklarer Jørgen Young.

Taket vi står på er for eksempel prosjektert for snølast i henhold til 2007-standarden, med en kapasitet på 320 kg/m². For eldre tak er 1979 et merkeår. Før 1979 var kritisk snølast definert som rundt 150 kilo per kvadratmeter. Siden har den ligget rundt 300–450 kg/m² avhengig av landsdel og historiske nedbørsdata.

Skal utvikle «smarte tak»

Young er opptatt av at været er blitt mindre forutsigbart som følge av klimaendringer.

– Hva om vi får en snørik vinter som i fjor? spør han.

– Hvordan vet man hvor tung snøen er? Når man må opp på taket og måke? Hvor mye må man fjerne? fortsetter han.

– Det er lett å bli nervøs for taket når snøen laver ned. Vi skjønte at for å kunne kalle et tak smart, måtte vi finne en måte å måle tyngden av snøen på, sier Young.

Han forteller om alle sensorene de har testet og til dels tatt i bruk. Som slukvakter, strekklapper og fuktmålere. Besvold Hansen beskriver oppdagelsen av stavangerselskapet Zygizos snøsensor som en euforisk opplevelse.

– Vi reagerte som overkåte høner da vi hørte om den nye snøsensoren. Det var akkurat det vi lette etter, sier Anders Besvold Hansen.

Han forteller at det var en TU-artikkel om Zygizo som fikk dem til å kaste seg over telefonen til Stavanger. Magnar Aske og Trond Spande i Zygizo fikk travle dager. Nå har de inngått samarbeidsavtale med Isola.

– Sammen skal vi utvikle et smart tak-konsept som kombinerer Isolas takløsninger med vår snøradar-teknologi, sier Trond Spande, partner i Zygizo.

Tørr og våt snø

– Det holder ikke med satellittbilder, ekkolodd eller kamera på taket som viser hvor høyt snøen står. Det er tettheten og vanninnholdet som har størst betydning. En kubikkmeter snø kan veie alt fra 15 til 600 kilo, sier Spande.

Zygizos snøsensor utvikles stadig videre. Magnar Aske, Spandes partner i selskapet, viser et bilde av siste versjon av sensoren.

– Den er tynnere og flatere. Ser nesten ut som en flyvinge, beskriver han.

Sensoren kan gi opplysninger om snøens tyngde, tetthet, høyde og vannmengde. Dataene kan leses av i sanntid på mobil eller pc. Eller man kan velge å få varsler når tyngden begynner å bli kritisk.

– Vi kommer i hvert fall til å plassere en her, sier Jørgen Young og peker på bakken foran en rad med solcellepaneler.

– Det er her snøen lander når den glir av panelet, forklarer han.

– Smartere og tryggere tak

Trond Spande tror sensoren, som ennå ikke har fått navn, vil være nyttig for å måle snølast både før og etter at et bygg er oppført, og for å beregne restkapasitet til eksisterende tak.

For eksempel dersom man ønsker solceller på taket, men er usikker på om det vil tåle det.

– Etter hvert vil det komme pålegg om solceller. Da er det en fordel å vite litt om reell snølast, sier Spande.

Etter møtet i Porsgrunn utdyper han formålet med snøsensoren og samarbeidet med Isola i en e-post til TU:

«Målet er å gi huseiere bedre kontroll ved å måle snølast i sanntid, enten takene har solcelleinstallasjoner eller ikke. Dette gir økt sikkerhet for bygninger med ekstra belastning og bidrar til å gjøre tak smartere og tryggere i møte med stadig mer utfordrende værforhold.»