Illustration: Mads Nordtvedt/NTNU Info

Fanger sol til kveldsmaten

Tenk deg at du kan lade komfyren ved å sette den noen timer i sola.

Av Redaksjonen Gemini

Kan vi tenke oss nye samfunn uten bruk av kull, olje og gass? Svaret fra forskere ved NTNU er: Ja. Vi kan i hvert fall starte utviklingen.

Habtamu Bayera Madessa har kommet fra Etiopia til Norge for å utvikle solsystemer for sitt hjemland. Målet er å konstruere en enkel, billig og driftssikker ovn som både samler og lagrer varmen fra sola.

Solovnen kan bli kjernen i samfunnsbygging i afrikanske landsbyer, spesielt der avskoging er et økende problem og ved til kjøkkenbålet er vanskelig å skaffe.

Fanger sol med parabol

I en verkstedhall i kalde Trondheim, en formiddag i januar, strømmer ikke mye lys inn gjennom de smale vinduene. Vi skal se på prototypen til en solovn. Men sola har tatt vinterferie, og duger ikke som arbeidsverktøy her.

Habtamu lar seg ikke skremme av det, men slår på en hel vegg med lyskastere. De gjør jobben som lokal sol.

Ovnen ser ikke ut som en ovn. Den ser ut som en sølvfarget tønne og når journalisten til midjen. «Sølvtønna» har en kjerne av stein, og er isolert med steinull i mange lag. På toppen er en kokeplate. Ovnen er koblet til et aluminiumsrør som har en bevegelig aluminiumsparabol i den andre enden.

– Vi fanger sola her, sier Habtamu og peker på den halvannen meter brede parabolen som er dekket med speilbiter. – Speilparabolen reflekterer solstrålene og fokuserer dem på en fibermatte av svertet stålull. Matten er festet til den enden av røret som kobler sammen parabolen og ovnen. Lufta som trekkes gjennom denne fibermatten, transporterer varmen videre til varmelageret som består av småstein inni kjernen av ovnen. Kokeplaten har kontakt med varmelageret via aluminiumsplater som stikker ned i steinen og leder varme opp.

Verdens første

Habtamu er doktorgradsstudent ved NTNU. Prototypen han nå bygger sammen med andre forskere ved Institutt for energi- og prosessteknikk, er den første ovnen som både samler solens varme og holder steketemperatur i over ett døgn.

I Habtamus hjemland er elektrisitet en luksus forbeholdt de større byene. For landsbyene vil solovnen bety en mulighet til å steke mat etter at det har blitt mørkt. Hus kan varmes opp, vann kokes, sanitærforhold forbedres. Lokale sykehus vil få dramatisk forbedret standard med sterilt medisinsk utstyr.

Vanskelig lagring

– Vanskeligheten er ikke å få ovnen opp i 400 grader, forklarer Habtamu, – men å lagre varmen. Ovnen må klare å holde en temperatur på 250 grader i over ett døgn etter oppvarming for at vi skal bli fornøyd. Det er det som kreves for å kunne steke mat.

Å lage noe slikt i moderne materialer er enkelt, ifølge forskeren, men verre i enkle materialer:

– Vi bruker høyteknologisk tilnærming for å finne den beste kombinasjonen av de aller enkleste og lett tilgjengelige materialene.

– I stor skala kan teknologien videreutvikles for elektrisitetsproduksjon. Solovnen fungerer da som energikilde for drift døgnet rundt. Dette kan bli framtidas viktigste elektrisitetskilde, avslutter forskeren.

Prototypen er nesten helt ferdig, det mangler bare noe testing. I løpet av våren får vi vite hvor god den blir, om den klarer å holde varmen lenge nok.

Ut av fattigdommen?

Solovnen er et resultat av et tiårig samarbeid mellom flere afrikanske universiteter, Direktoratet for utviklingssamarbeid (Norad) og NTNU. Denne prototypen bygger på et konsept Actor Chikukwa fra Zimbabwe nylig tok doktorgrad på ved Institutt for fysikk, NTNU.

Fysiker og initiativtager til forskningsprosjektet, Jørgen Løvseth, mener at denne typen energisamler kan løfte Afrika ut av fattigdom uten å ødelegge miljøet.

– Det handler om å ta u-landenes utfordringer på alvor, sier han. – Først må folk ha mat og varme, og et helsevesen som kan sterilisere det medisinske utstyret sitt. Solovnen kan gi dem viktige bidrag til dette.

Vi utvikler en teknologi som gjør mange afrikanere i stand til å videreutvikle eget samfunn, løfte seg selv ut av fattigdom. Og det uten at det går ut over miljøet. Teknologien gir også grunnlag for industri i stor og liten skala.

Brennglasseffekt

Løvseth forklarer hvorfor en slik ovn ikke finnes allerede: – Verden har i liten grad tatt sola i bruk som energikilde. De fleste steder kunne sola lett dekke behov for oppvarming og med litt utvikling også kjølebehov. Men den industrielle revolusjon startet jo i solfattige områder basert på kull, senere også olje og naturgass. Disse energikildene fører nå til klimakatastrofe, de skrumper i omfang og vi må tenke nytt.

– Solenergi kan høstes på to måter, forklarer Løvseth, – via solceller til elektrisitet, eller som varme, slik som i denne solovnen. Konsentrerende systemer som utnytter varmesiden, krever direkte sol og gir høy temperatur. Vi kaller det brennglasseffekt. Varmen kan utnyttes direkte, til industri eller til el-produksjon. Dette gjøres allerede en del steder i verden som har mye sol, blant annet California og Spania.

Mer effektivt enn solceller

Prosjektet arbeider også med målinger og analyser av sollys og stråling på ulike steder i Afrika.

Målet er å finne de beste stedene for storskala solvarme anlegg for nasjonale kraftstasjoner i Etiopia, Uganda og Mosambik.

– Direkte bruk av solvarmen er mye mer effektivt enn å gå via solceller, sier fysikeren.

– For å bruke solenergien via solceller må vi gå gjennom flere steg, og for hvert steg mister vi mye av den opprinnelige energien. Hvis vi kunne fange sola i Sahara på den direkte måten, så ble det mer enn nok energi til 10 milliarder mennesker på USAs nivå, og vi ville ikke hatt behov for å slippe ut noe CO2.

Tekst: Hege J. Tunstad