Varför ger solcellsmoduler inte märkeffekten?

Vi har 14 stycken 240 W moduler. Köper man en 240 W är det rätt naturligt att tro att de ska ge just 240 W. I själva verket ger en modul i stort sett aldrig den effekt som de är märkta med! Hur kan det komma sig?

Märkeffekt

Vid tillverkningen av modulerna görs en kontrollmätning inomhus (“flash test”). Dessa testvärden gäller vid “Standard Test Conditions” (STC):

  • solinstrålning på 1000 W/m2 med vinkelrätt infall mot modulytan
  • solcelltemperatur 25°C
  • “Air mass” 1,5 (AM 1.5) spektrum

Verkliga förhållanden

Under verkliga förhållanden utomhus har man normalt sett inte STC-förhållanden. Här är några av de viktigaste faktorerna som kan ge avvikelser från modulerna märkeffekt:

  • Solinstrålningen är vanligen lägre än 1000 W/m2 mot modulytan. Solinstrålningen varierar under dagen och beroende på molnighet. Den ström som genereras i solcellerna är proportionell mot solinstrålningen. Effekten minskar linjärt med minskande solinstrålning vid konstant celltemperatur.
  • Solcellernas temperatur är vanligen högre än 25°C vid maximal instrålning (ca 1000 W/m2). Sommartid kan solcellstemperaturen utan vidare bli 50°C. Det krävs låg omgivningstemperatur om celltemperaturen ska vara 25°C eller lägre.
    En nackdel med hög solcellstemperatur är att verkningsgraden minskar med ökande temperatur. I databladen anges en temperaturkoefficient som talar om hur stor minskningen är. Ett normalt värde är -0,45%/°C (median för 4000 olika moduler). Våra moduler har -0,3%/°C och är därmed bland de 10% bästa modulerna.
    Om solcellstemperaturen är låt säga 25°C högre än STC-temperaturen blir toppeffekten för våra solcellsmoduler därmed 7,5% lägre än vid STC-temperaturen och 11,2% lägre för en modul med normalt värde på temperaturkoefficienten.
  • Smuts på modulytan kan absorbera en del av solinstrålningen.
  • Degradering av modulerna kan med tiden minska verkningsgraden och därmed ge en lägre effekt.
  • Solinstrålningens infallsvinkel är normalt inte vinkelrät mot modulerna. Med minskande infallsvinkel ökar reflektionsförlusterna i modulernas glasyta.
  • Modulernas effekt kan avvika från märkeffekten även vid STC-förhållanden. De flesta producenter levererar moduler som har något högre effekt än märkeffekten, vilket är positivt.

När modulerna sitter seriekopplade i en så kallad sträng måste samma ström gå genom alla moduler i strängen. Det betyder att modulen med lägsta prestanda kommer att bestämma hela strängens prestanda. Om man råkar ha fått en dålig modul eller om det med tiden blir fel på en modul i en sträng kommer det att negativt påverka hela strängens effekt. Detta kan bildlikt jämföras med att man har en vattenslang med olika dimensioner. Det är den del av slangen som har lägst diameter som bestämmer hur stort vattenflöde man kan få genom slangen.

Modulernas märkeffekt gäller dessutom för likström. I huset används växelström. Man förlorar några procent i växelriktaren vid omvandling från likström till och växelström och i kablarna får man resistiva förluster, som bör vara mindre än 1% om kablarna är tillräckligt dimensionerade.

Det blev en lång inledning till min egentliga fundering. När jag för en tid sedan tittade på effekten från våra solcellsmoduler tyckte jag att den var lägre än förväntat. Mer om detta i kommande inlägg.

8 reaktion på “Varför ger solcellsmoduler inte märkeffekten?

  1. har man bästa möjliga förhållande utomhus borde solcellerna ge det som tillverkarna sägar att dom ska ju…annars är det ju falsk marknadsföring..
    vad är högsta w på en solcell? man vill ju ha så högt som möjligt..
    finns det nån lista med dom bästa solcellerna?…
    är ju inte lätt att jämföra idag….svårt att veta hur länge solceller ger bra ochså..hur fort dom tappar effekt..men kanske ingen som vet förrän om 20år

    • I produktionen är det rationellt att mäta prestanda vid 25C. Det gäller att som kund vara medveten om hur det ligger till. Man kanske jämföra det med deklaration av maxfart för en bil. Alla inser att maxfarten når man inte på vilken väg som helst. Solcellsbranschen är mera omogen och därför finns en hel del kunskapsluckor hos konsumenterna.

      Sun Power har kristallina kiselbaserade moduler som har passerat 20% verkningsgrad. Här är en 10 i topp lista från förra sommaren.

      När det gäller degradering av moduler har en hel del studier gjorts. I en rapport från NREL där man sammanställt många olika studier fann man att modulerna tappade 0,5%/år i median och 0,7%/år i medel i toppeffekt, fast enskilda värden varierade mellan ca 0% och 2%/år. Vad som gäller i Sverige vet vi väldigt lite om. I den enda(?) långtidsstudie (Bullerö) som gjorts kom man fram till att den uppmätta avvikelsen på 2% efter 25 år i drift för 19 av de 20 modulerna låg inom mätnoggrannheten. Om det visar att just dessa moduler var väldigt bra eller att det svenska klimatet är gynnsamt är det svårt att uttala sig om utifrån endast en studie.

  2. Det verkar finnas besynnerliga diskrepenser i uppgiven moduleffekt och den erhållna. Vid en jämförelse mellan en monokristallin A-class modul på 190 W och en polykristallin 250 Wattsmodul (A-class) från Swemodul, visar det sig att “peakvärdet” för 250 Wattsmodulen stannar vid drygt 200 W emedan 190 Wattsmodulen toppar på >190 W.

    Båda är kopplade till microinvertrar som har maximal uteffekt på 240-250 W och maximal inmatning på <50 volt/11 A. När graferna studeras visar det sig att den polykristallina bara klarar av att komma upp i 7 A (uppgivet värde 8,6 A). Voltangivelsen på 30,5 stämmer dock.

    Redan vid 160 Watts uteffekt på 250 W-modulen, har 190 Wattaren "kommit i kapp" och ger 135-140 W – dvs 20% mer än 250 Wattsmodulen i förhållande till modulernas uppgivna värden.

    Resistansen blir för hög vid maximal instrålning, ca. 1000 W, för 250 W-modulen. Poängen med monokristallina är att förhållandet spänning/ström är högre/lägre än för polykristallina och därmed är de mindre känsliga för resistans(?)

    Det är inte lätt för en konsument att veta huruvida modulen är av A-/B-/eller C-class, eller om den levererar uppgiven effekt. Att ladda ett 12 voltsbatteri med en modul ger ju ingen uppfattning om Amperen, kontrollen visar bara volten.

    • Konsumenten kan se på testprotokollen från leverantören vad modulerna hade för effekt vid STC (Standard Test Conditions) vid deras ”flashtest”. Vad visade det för 250 W modulen? Den stora avvikelsen beror endera på något fel vid mätningen eller annars är den modulen ett klart reklamationsfall.

      Alla våra moduler hade enligt flashtest-protokollen lite högre effekt än märkeffekten, vilket är det normala.

  3. Pingback: Hur mycket ger solceller per m2? | Bengts villablogg

  4. Pingback: Solceller – svar på vanliga frågor | Bengts villablogg

  5. Hej! Jag ska skriva ett gymnasiearbete om solpaneler, och undrar om du har förslag på bra källor man kan använda för avvikelserna som uppstår vid användningen av solpaneler, specifikt i Sverige.

    • Vilken fråga är det du ska skriva om i ditt arbete? Din fråga är lite vag. “Avvikelser” av vilken parameter? I förhållande till vad?

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *