Forsøk: Virkningsgrad i en solfanger

1. Mål dimensjonene til solfangermodellen, og regn ut arealet i m².
2. Sett varmelageret på en vekt, fyll på vann og les av massen.
3. Tenk gjennom hvordan slangene fra solfangeren skal kobles til varmelageret. Spiller det noen rolle hvordan de kobles?
4. Fyll solfangeren, slangene og kobberspiralen med vann.
5. Varmelageret settes på en magnetrører og temperaturføleren til termometeret legges i varmelageret.
6. Rett solfangeren mot sola, eller sett opp en kraftig lampe som varmekilde dersom det ikke er sol.
7. Start pumpa og noter temperaturen i varmelageret. Fortsett med målinger hvert 5. minutt i 30 minutter.
8. Underveis gjøres 2 – 3 målinger av strålingsintensiteten ved hjelp av sollysmåleren.

Verdier som brukes videre til beregninger

Gjennomsnittlig innstråling: _________W/m²

Temperaturendring i varmelageret: __________ ^oC

Areal av solfangeren: _________m²

Masse av vann i varmelager: ____________ kg

Hvor mye energi mottar solfangeren fra sola?

Hvis den gjennomsnittlige innstrålinga er 1000 W/m² på en solfanger som har et areal på 0,09 m², og vi måler i 30 minutter, så blir den tilførte energien:

$1000 \frac{W}{m^2}·0,09 m^2·30·60s=162 000 J=162 kJ$

Gjør tilsvarende beregning med målingene dere har gjort.

Hvor mye energi mottar vannet i varmelageret?

Hvis temperaturen i 0,5 kg vann øker med 20 grader, så er energien som tilføres vannet:

$4,18\frac{kJ}{kg·°C}·0,5 kg·20°C=41,8 kJ$

Gjør tilsvarende beregning med målingene dere har gjort.

Hva er virkningsgraden til solfangeren?

I eksempelet vårt har vannet blitt tilført 41,8 kJ, mens solfangeren har mottatt solenergi tilsvarende 162 kJ. Dette gir

$Virkningsgrad=\frac{energi tilført vannet i varmelageret}{energi tilført solfangeren}·100\%=\frac{41,8 kJ}{162 kJ}·100\%=26 \%$

Regn ut virkningsgraden i solfangeren som dere har undersøkt.