Byggnadsintegrerade solceller – Snyggt är det som räknas

Inom IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme) drivs ett antal internationella arbetsgrupper. Task 15: Enabling Framework for the Development of BIPV, startade 2015 och handlar om byggnadsintegrerade solceller (BIPV = Building Integrated Photovoltaics).

Svenska deltagare i Task 15 är Mälardalen Högskola (Bengt Stridh, svensk samordnare), SP (Martin Waneryd och Peter Kovacs), Solkompaniet (David Larsson) och White arkitekter (Rickard Nygren). Energimyndigheten bidrar med finansiering.

Här är en gästkrönika om byggnadsintegrering av solceller från David Larsson, forskningsledare på Solkompaniet och industridoktorand vid Mälardalens högskola i Västerås.

Snyggt är det som räknas

Att göra el med solceller håller på att bli stort. Visserligen täcker solel fortfarande bara någon procent av det globala elbehovet, men tillväxten är exponentiell och potentialen är enorm. Elon Musk lyfter fram solenergi som den enda förnybara energikälla som på allvar kan ersätta fossila bränslen och investeringsbanken UBS pekar på att 50% solenergi globalt faktiskt skulle vara möjligt.

En stor del av alla solceller kommer att hamna på byggnader. Och ju vanligare de blir, desto större kommer kraven sannolikt bli på helhetslösningar där solcellerna är väl integrerade i byggnaderna. Ofta uppkommer det då en diskussion om vad som som är tillräckligt väl integrerat. Måste byggnaden ”gå sönder om man tar bort solcellerna” eller räcker det att det ser snyggt ut?

Jag håller på det senare – snyggt är det som räknas. Visserligen kan det finnas en poäng med att verkligen integrera solcellerna i andra byggnadskomponenter – det kan leda till att det går åt mindre material och därmed blir både billigare och ger bättre miljöprestanda. Men detta är inte självklart – oftast är helintegrerade lösningar dyrare och skillnaden i miljönytta försumbar. Därför anser jag att de måste utvärderas var för sig. Ställ upp krav på estetik, lönsamhet och miljönytta separat – helheten avgör vad som är väl integrerat.

Och när det gäller lönsamhet kan det vara värt att lyfta estetiken igen – snyggt är det som räknas! En välintegrerad solcellsanläggning som väcker uppmärksamhet kan höja fastighetsvärdet och vara ännu mer lönsam än en traditionell installation på taket.

Ett exempel på byggnadsintegrerade solceller som Solkompaniet installerat är Frodeparken intill järnvägsstationen i Uppsala, med Uppsala Hem som ägare och White som arkitekt.

Frodeparken Uppsala. Fasad med tunnfilmssolceller (CIGS. Foto Bengt Stridh 10 maj 2016.

Frodeparken Uppsala. Fasad med tunnfilmssolceller (CIGS. Foto Bengt Stridh 10 maj 2016.

IEA PVPS Task 15 BIPV – Dag 2

Sitter nu i hotellrum på Hotel Omega i Sophia-Antipolis utanför Nice i Frankrike.

Kom hit i måndags kväll för mote i IEA PVPS Task 15 om BIPV (Building Integrated Photovoltaics). Med byggnadsintegrerat menas kortfattat att man ersatt något annat byggmaterial med solceller, exempelvis att man ersatt tegelpannor med solcellsmoduler. Idag var det andra dagens mote där vi var hos CSTB, som har mer än 900 anställda och som hade en omsättning på 99 miljoner Euro 2014.

Det har varit ett 40-tal deltagare från 18 länder. Svenska deltagare i Task 15 är Mälardalen Högskola (Bengt Stridh, adjungerad lektor på MdH och även ABB-anställd), SP (Peter Kovacs och Martin Warneryd, som åkte hem idag), Solkompaniet (David Larsson) och White arkitekter (Rickard Nygren).

En stor del av tiden under mötet har ägnats åt att träffas i grupper och planera det framtida arbetet inom de olika ”subtask”” som finns. Dessa är

  1. BIPV project database.
  2. Transition towards sound BIPV business models.
  3. International framework of BIPV specifications.
  4. Environmental benefits of BIPV.
  5. Demonstration.
  6. Dissemination.

BIPV i Frankrike

I Frankrike har man en speciell inmatningstariff (”feed-in tariff”) för byggnadsintegrerade solceller. Inmatningstariffen innebär att man under 20 år får ett fast belopp per kWh för den el man matar in till nätet. I Frankrike skiljer man på två olika varianter av BIPV, som har olika inmatningstariffer. IAB innebär att solcellsmodulerna är integrerade i byggnaden och att de ger ett vattentätt skal. ISB kan sitta ovanpå ett tak, men ska ha samma lutning som taket. I rapporten “National Survey Report of PV Power Applications in France – 2014” från IEA PVPS finns denna definition av de olika varianterna av BIPV i Frankrike:

IAB – Total building integration: the photovoltaic array replaces the roof elements; it provides the main sealing of the building and should not exceed the roof plan by more than 2 cm. The building sealing is not provided by steel sheeting as in the case of ISB.

ISB – Simplified building integration: the photovoltaic array replaces the roof elements and is mounted parallel to the roof plan.

300 MW Europas största solcellsanläggning

Under den gemensamma middagen fick jag höra av en fransman som jobbade på Ademe, där vi var igår, att den solcellsanläggning på 300 MW som finns i Cestas i Frankrike och som är Europas största har en produktionskostnad på 7 eurocent/kWh = 66 öre/kWh. Det var inte läge att fråga exakt vilka antaganden man gjort vid denna uppskattning av produktionskostnaden så man får ta uppgiften med en viss nypa salt. Produktionskostnaden för solel uppgavs vara lägre än för ny kärnkraft i Frankrike. Enligt PV Magazine färdigställdes anläggningen i slutet av förra året och den har över en miljon moduler…

I morgon ska vi göra studiebesök innan det blir hemresa.

 

EU PVSEC 2014 – Dag 1

Dagens evenemang startade kl. 08.00 med registrering för ett internt möte inom IEA PVPS Task 13 Performance and Reliability of Photovoltaic Systems. Mitt hotell låg strategiskt på gångavstånd till VU University Amsterdam, där mötet hölls. Det blev så småningom 27 deltagare i mötet. Anne Andersson, SP, och jag var på plats från Sverige. Johan Paradis blev kvar i Sverige. Task 13 är nu inne på en fortsättning som officiellt startade i april 2014 och som pågår till april 2017.

Arbetet är uppdelat i fyra “subtasks”:

  1. Economics of PV System Performance and Reliability.
  2. System performance and analysis.
  3. Module characterisation and reliability.
  4. Dissemination (informationsspridning).

Inom dessa finns 14 olika aktiviteter som vardera har en ledare. Jag deltar i

1.2 Review and assessment of technical assumptions in financial models.
2.1 Field Performance Analysis using two complementary approaches.
2.3 Uncertainty Framework for Data Acquisition and Modelling.

När det blev lunchpaus 12.30 fick jag ge mig iväg utan lunch för att hinna till den poster session som började 13.30 där Rasmus Luthander och jag presenterade “System Layout for Optimized Self-Consumption”. Det gick ett “metro train” till RAI konferenscenter där EU PVSEC höll till. På hållplatsen höll man på att mekka med biljettmaskinen. Hade bört att man kunde köpa biljett ombord på spårvagnarna. Men, det gick inte på detta metro train så jag fick hoppa på ändå, hua…. Problemet var bara att man behövde en biljett för att komma ut vid RAI, men det ordnade sig.

Utanför konferensen satt David Larsson, Solkompaniet, Johan Lindahl, Uppsala Universitet, Peter Kovacs, SP, och Michiel van Noord och åt lunch. Jag försökte göra en efterbeställning till bordet på en stadig äggmacka, men det kom aldrig någon så jag fick klara mig utan lunch.

Jag tyckte att posterytan var mindre än de två senaste konferenserna då det varit över 1000 posters, men ser just att det totalt är 1 500 presentationer (muntliga och posters) på årets konferens, så det är nog lika många posters som vanligt. Rätt lugnt i början men sedan strömmade det till mera besökare, därav flera svenskar.

Vid tretiden gick jag till konferensen och var där till den sista sessionen slutade 18.30. Det är som vanligt flera parallella sessioner. Jag valde att gå på den om “Operation, Performance and Reliability of Photovoltaics (from Cells to Systems”).

Jag hade precis missat ett föredrag där man hade kommit fram till att 80% av solcellssystemen i Tyskland underpresterade, av en eller annan orsak (skuggning, komponentfel, olämplig uppbyggnad…) fick jag mig berättat av en annan deltagare i en kaffepaus. Med tanke på att Tyskland hade 1,4 miljoner solcellsanläggningar i början av året blir det väldigt många anläggningar som inte går på topp.

Ett pass handlade om “Novel approaches for PV power forecasting” och ett annat om “BOS: Architecture, Safety and Converison” (BOS = Balance of System = alla andra komponenter förutom modulerna).

Hann även med en posterunda under trekvart. Såg en poster där man räknat på LCOE (Levelized Cost of Energy) i Holland. Man hade räknat på 850 kW/kW och 900 kWh/kW i årligt utbyte. Jag brukar använda 900 kWh/kW för Sverige vid LCOE-beräkningar. Holland ligger visserligen längre söderut men har också molnigare väder än i Sverige. Man hade satt 1% av investeringskostnaden i underhållskostnad. Jag gjorde också så tidigare, men har senare använt en kostnad per kW.

Såg en poster där man tittat på “grid parity” för de europeiska länderna, dvs hur produktionskostnaden var i förhållande till slutkunders elpris. Sverige var markerat orange, vilket markerade att vi skulle närma oss “grid parity”. Man hade dock antagit ett elpris på 0.21 Euro/kWh = 1,9 kr/kWh. Det är ett för högt pris för att vara det rörliga elpriset. Man hade väl tittat i någon statistik och missat att i detta pris ingår en hög andel fast pris, vilket gjorde att man fick ett pris som inte var relevant för syftet.

Ett föredrag handlade om test av power optimizers som monteras på moduler. Man hade jämfört tre olika modeller där man i efterhand monterat dem på en 99 kW takmonterad anläggning där man inte hade några speciella problem med delbeskuggning. För en av dem fick man inte ihop tillräckligt med data för en jämförelse under ett helt år. För de två andra blev energiproduktion 1% respektive 0% högre under ett år. Med andra gav dessa två power optimizers ingen signifikant fördel när man inte hade skuggningsproblem. För mindre takmonterat system blev fördelen med power optimizers 0-35% respektive 0-21% under en solig dag. Under ett år blir skillnaderna (betydligt) mindre eftersom det blir många molniga timmar under ett år.

Avslutade dagen med middag tillsammans med Antonis Marinopoulos som också jobbar på ABB Corporate Research.

EU PVSEC till veckan

Åker i morgon kväll till EU PVSEC (29th European PV Solar Energy Conference and Exhibition) i Amsterdam. Det är världens största solcellskonferens. Har en poster med Rasmus Luthander och Joakim Widén, Uppsala Universitet, som är baserad på ett examensarbete Rasmus gjorde för mig på ABB  Corporate Research. Titeln är PV System Layout for Optimized Self-Consumption och vi har vår presentation 13.30-15.00 på måndag. Tanken är att genom variera orienteringen för solcellsystem kan man påverka produktionsprofilen och därmed hur stor egenanvändningen blir. Ska bli intressant att se hur stor utställningen är, det är en marknadsindikator…

På måndag förmiddag deltar jag som ABB:are i möte i IEA PVPS Task 13 Performance and Reliability of Photovoltaic Systems som har förlängts tre år och kommer att pågå till 2017. Under hela tisdag är det informationsmöte för det planerade nya IEA PVPS Task 15 BIPV (Building Integrated Photovoltaics), där Peter Kovacs, SP, David Larsson, Solkompaniet, och jag (för Mälardalens Högskolas räkning) deltar. IEA PVPS Exco förväntas fatta beslut vid nästa möte i Kyoto i november om att Task 15 ska startas och Energimyndigheten i Sverige är intresserade av ett svenskt deltagande.

Det verkar bli en fullspäckad vecka…

Svedjenäva, en rödlistad art. Surahammar 20 september 2014.

Svedjenäva, en rödlistad art. Surahammar 20 september 2014.

Installera solel på rätt sätt – på torsdag

Torsdag den 6 februari hålls utbildningsdagen ”Installera SolEl på rätt sätt” hos SP i Borås. Denna dag hålls som en avslutning av det nuvarande svenska engagemanget i IEA PVPS Task 13 Performance and Reliability of Photovoltaic Systems som pågått sedan 2010 och som avslutas i april 2014. Dock planeras en fortsättning till 2017, men beslut om denna förlängning är inte fattat av IEA ännu.  

Sveriges representanter i arbetet är för närvarande Bengt Stridh, ABB Corporate Research, Johan Paradis, Energibanken och Anne Andersson, SP. Arbetet finansieras av Energimyndigheten och de deltagande parterna.Vi har sett ett behov att förmedla kunskapen för att minska misstag inom installationer av solel i Sverige och arrangerar därför denna dag.

Det är 70 anmälda och därmed lapp på luckan!

IEA PVPS möte i Rotterdam

Är i skrivande stund i Rotterdam.

Måndag-onsdag har IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 13 Performance and Reliability of Photovoltaic Systems ett möte i Rotterdam. Från Sverige deltar även Anne Andersson, SP, och Johan Paradis Ärlebäck, nu med eget konsultföretag. 50% av finansiering för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten.

Det är bra att vi svenskar möter solcellskunniga från andra länder för att lära och för att utbyta erfarenheter.

Vid kvällens informella middag satt jag bredvid en person från Italien, en från Tyskland och en från Spanien. Sverige satte prydligt solcellsrekord ifjol med drygt 8 MW installerat enligt Johan Lindahls sammanställning i IEA PVPS Task 1, men det är väl inte särdeles imponerande för personer från dessa länder som installerat i runda slängar tusenfalt mer än i Sverige…

I morgon är det genomgång av arbetet i tre av de fyra arbetsgrupperna.

Statistik över den svenska solcellsbranschen

Folks, ikväll har vi en spännande nyhet. Det följande inlägget är nämligen författat av gästbloggare Johan Lindahl!

Johan är doktorand vid Ångström Solar Center vid Uppsala Universitet där han bedriver forskning kring kadmiumfria buffertlager i tunnfilmssolceller av typen CIGS. Han är också sedan 2010 på uppdrag av Energimyndigheten Sveriges representant i IEA-PVPS Task 1 och därmed ansvarig för att samla in och sammanställa information om den svenska solcellsmarknaden för IEA-PVPS räkning.

IEA-PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme) är ett av de samverkande internationella avtal för forskning och utveckling som är etablerade inom IEA och som sedan 1993 har genomfört en rad gemensamma projekt inom solcellstillämpningar.

Statistik över den svenska solcellsbranschen

Johan Lindahl

Varje år sammanställs en rapport om den svenska solcellsbranschen inom ramen för Sveriges medlemskap i IEA-PVPS. Årsrapporten sammanfattar de flesta aspekter av den svenska solcellsbranschen, som till exempel den sammanlagda installerade effekten, produktion, prisutveckling, de olika stödsystemen och vilken forskning som bedrivs inom området. 2011 år rapport blev i dagarna klar och finns nu tillgänglig för gratis nerladdning på IEA-PVPS hemsida.

Tidigare har dessa rapporter gått många förbi och jag är därför tacksam att genom detta gästinlägg (i Sveriges troligen mest lästa solcellsblogg, med drygt 10 000 besök under maj) få möjligheten och sprida en del av den information som varje år sammanställs.

Enligt mina uppgifter installerades det 4,3 MW solcellskapacitet i Sverige under 2011, vilket är en ökning med ungefär 60 % jämfört med 2010. Av dessa 4,3 MW kopplades ungefär 3,6 MW upp på nätet medan de resterande 0,7 MW bestod av ej nätanslutna system. Sverige hade därmed vid årsskiftet en sammanlagd solcellskapacitet på 15,8 MW. Dessa 15,8 MW står för ungefär 0,01 % av Sveriges totala elproduktion i dagsläget. Sverige har historiskt sett haft en liten men stabil marknad för ej nätanslutna system och det var först när det första solcellsstödet infördes som antalet nätuppkopplade system började öka. I figur 1 syns tydligt hur den svenska solcellsmarknaden har utvecklats och hur viktigt solcellsstödet har varit fram tills nu.

En stor anledning till den ökade installationstakten i Sverige är såklart också de kraftigt sjunkande systempriserna. Prisutvecklingen i Sverige har gått väldigt snabbt och priserna har nästan halverats på två år, vilket syns tydligt i figur 2. Den snabba prisreducering som pågår gör att de typiska priserna för 2011 som presenteras i rapporten redan nu, ett halvår senare, är inaktuella.

Den växande marknaden har inneburit att antalet installatörer och försäljare har ökat. Under bara 2011 och början av 2012 har ett 20-tal nya aktörer tillkommit. Dock lyckades inte den ökande sysselsättningen inom den delen av branschen kompensera för de förlorade arbetstillfällena inom produktionsindustrin som hade ett tufft år 2011. Sammanlagt minskade antalet solcellsrelaterade jobb i Sverige från 740 under 2010 till 460 under 2011. Den största anledningen till denna minskning var REC:s beslut att lägga ner sin fabrik i Glava och att flytta modulproduktionen till Singapore. Det nystartade företaget SweModule, som tagit över delar av REC ScanModul:s fabrik, hade vid 2011 årets slut omkring 30 anställda, vilket är betydligt färre än de 330 som tidigare jobbade i fabriken.

REC:s beslut att flytta deras produktion till Asien påverkade såklart även den sammanlagda modulproduktionen i Sverige. Jag har inte komplett statistik då ett företag inte velat lämna ut deras produktionssiffra, men de övriga producenterna tillverkade moduler med en sammanlagd effekt av 40,5 MW under 2011. Det vill säga nästan 10 gånger mer än vad som installerades i Sverige under 2011. Produktionsutvecklingen kan ses i figur 3.

Annars var 2011, i alla fall för mig, året då energibolagen hoppade på solcellståget. Från att det var svårt att hitta någon köpare av överskottsel under 2010 introducerade flera olika energibolag olika erbjudanden under 2011. Denna trend har som bekant fortsatt under 2012 då nya ersättningsmodeller har lanserats och några energibolag har nu även börjat sälja solcellspaket.

Sammantaget känns det som om den svenska solcellsbranschen är på frammarsch. Installationstakten ökar, priserna sjunker och elbolagen är nu med på tåget. Det kommer att bli spännande att följa denna utveckling och jag ser fram emot att snart stolt och rakryggad kunna presentera den svenska solcellsbranschens utveckling under våra interna IEA-PVPS möten.

Figur 1. Den svenska solcellsmarknadens utveckling.

Figur 2. Prisutveckling för solcellssystem i Sverige.

Figur 3. Utveckling av solcellsmodulproduktionen i Sverige.

Belgien har nettodebitering för solcellsanläggningar

Är på IEA PVPS Task 13 (Performance and Reliability of Photovoltaic Systems) möte i Bryssel måndag-onsdag. Som inledning fick vi idag höra hur solcellsystem stöds i Belgien.

  • Elcertifikat. Ett lägsta pris är garanterat och detta pris är högre för el framställd med solceller än för annan el. Priset är ca 300 Euro/MWh = ca 2,7 kr/kWh! Nivån är alltså ungefär en tiopotens högre än för svenska elcertifikat. Produktionsvärden rapporteras en gång per år, detta efterlyser jag i Sverige också för mindre system.
  • Nettomätning (“net metering”) tillämpas för system upp till 10 kW växelströmseffekt från växelriktaren (alltså inte toppeffekt för modulerna som man brukar använda). Nettomätning ger nettodebitering. På årsbasis ska man vara nettokonsument av el.
    Aschim Woyte som gjorde presentationen sade att mätaren gick baklänges. Undras om det stämmer? I svenska elmätare är det olika räkneverk beroende på om strömmen går till eller från en konsument och dessa räkneverk kan bara gå framåt, de kan ej backa. I Sverige pratar vi istället om nettoavräkning eller nettodebitering.
  • Investeringsstöd. Till och med 2011 fick privata system 40% av investeringskostnaden  och företag fick 5% i skattereduktion. Från med 1 januari i år har man tagit bort detta stöd.  Det kan jag förstå. Kombination av elcertifikat och nettomätning ger fullt tillräckligt stöd.

Besök på 5 MW solcellsanläggning

Under IEA PVPS Task 13 mötet i Israel besökte vi en nybyggd solcellsanläggning på 4,95 MW vid kibbutzen Ketura, 5 mil norr om Israels södra ände. Det är den första stora solcellsanläggningen som byggts i Israel och den har fått namnet Ketura Sun. Den består av 18 500 moduler från kinesiska Suntech Power. De är världens största producent av solcellsmoduler. Modulerna har toppeffekten 270 W och täcker en yta av ca 8 hektar.

Man tror att årsproduktionen kommer att bli 9 GWh, vilket motsvarar drygt 1800 kWh/kW, vilket är ungefär dubbelt så stor produktion som i Sverige. Kibbutzen är omgiven av snustorr, mycket vegetationsfattig öken. Den snustorra miljön gör att modulerna smutsas ner av ökendamm som blåser runt. Under vår långa bilresa från Döda havet genom öknen såg vi små men höga sandvirvlar på flera ställen. En av våra israeliska värdar, Mike Green, kallade dem ”Dust devils” och man pratade om södra Israel omfattades av “African dust belt”. I Ketura räknar man med att behöva rengöra modulerna var tredje vecka. Glömde att fråga hur man gör det rent praktiskt, med tanke på att det är så många moduler…

Klicka på bilderna nedan för att se dem i större storlek.

5 MW solcellsanläggning vid kibbutzen Ketura i Israel

5 MW solcellsanläggning vid kibbutzen Ketura i Israel

Odling av dadelpalmer vid kibbutzen Ketura, Israel.

Odling av dadelpalmer vid kibbutzen Ketura, Israel.

Varning för kameler...

Varning för kameler…

Dromedarer på kibbutzen Ketura. Israels svar på älgar...

Dromedarer på kibbutzen Ketura. Israels svar på älgar…

Läsning av kvällstidning i Döda havet.

Läsning av kvällstidning i Döda havet.

Nettodebitering finns även i Belgien

Under IEA PVPS Task 13 mötet här vid Döda havet pratade jag med Aschim Woyte från Belgien. Där är nettodebitering tillåtet för solcellsanläggningar upp till 10 kW. Man får dessutom elcertifikat, som för solcellsanläggningar har ett fixt pris på ca 300 Euro/MWh (ungefär tio gånger så mycket som värdet på svenska elcertifikat), som måste köpas av nätägaren, som i sin tur säljer dem till en elhandlare. Det har nyligen varit 350 Euro/MWh för elcertifikaten men håller på att sänkas i omgångar och Aschim visste inte exakt vad det låg på nu. Dessutom, man får även en skattereducering, men vi gick inte in på vad det innebar. Detta låter som ett av världens mesta generösa system för att stödja solcellsanläggningar. Aschim trodde att investeringen därmed betalade igen sig på fem år i Belgien.

När man hör detta är det obegripligt varför det ska vara så svårt att få till nettodebitering för små solcellsanläggningar i Sverige. Min tolkning är att det helt enkelt beror på ett politiskt ointresse för och okunskap i denna fråga.

Rimonim hotell där mötet håller till är ett av många hotell som ligger några stenkast från Döda havet. Tog ett bad 06.30 tillsammans med en hel del andra (många ryssar) och ett nytt bad efter dagens slut och kunde från saltlaken till vatten (33,7% salthalt enligt Wikipedia) uppleva hur mörkret kom och en månskära visade sig. Solen går ned redan 17.30 lokal tid och det blir snabbt mörkt därefter. Sådär 30-gradigt vatten gillar jag bättre än det svenska kallvattnet. Sjörackarn låg 422 meter under havsnivån 2008 och den är jordens lägsta plats på landbacken.

Huum… enligt hotellinfon som står bredvid datorn står “Classic Swedish massage” överst på listan. “Classic”??