Varför har Danmark så mycket mer solel än Sverige?

Man kan fråga sig hur det kan komma sig att vårt grannland Danmark under 2018 hade som mest 21,5% solel i sin elmix medan det i Sverige var som mest 1,18% under en timme, av den elproduktion som matas in till nätet. Totalt under 2018 hade Danmark 2,8% i sin elmix, medan Sverige uppskattningsvis hade 0,2-0,3%.

Det finns flera förklaringar till det:

  • Danmark har betydligt mer installerade solceller per invånare än i Sverige. Danmark hade 158 W per invånare 2017, medan Sverige 2018 uppskattningsvis hade 40-50 W per invånare. Det finns två viktiga orsaker till denna stora skillnad.
    • Danmark hade tidigare en betydligt mer offensiv politik när det gäller solceller än Sverige. Årsvis nettodebitering var tillåten för solcellsanläggningar upp till 6 kW. I kombination med sjunkande priser för solcellsanläggningar gav det en lavinartad ökning av antalet installationer under 2012, se National Survey Report of PV Power Applications in Denmark 2012. Det gjorde att danska regeringen fick kalla fötter och tog bort möjligheten till årsvis nettodebitering.
    • Konsumenternas elpris är betydligt högre i Danmark än i Sverige, vilket gör att lönsamheten för egenanvänd solel är bättre i Danmark. Elpriser i olika länder redovisas av Eurostat, men man får komma ihåg att i dessa priser ingår även de fasta avgifterna. Dessa priser är därför inte helt relevanta för en solcellsägare där solel ersätter köpt el och där värdet är den rörliga andelen av köppriset, exklusive fasta avgifter.
  • Danmark har en betydligt lägre elanvändning per invånare än Sverige och med samma mängd solel blir andelen solel därmed högre i Danmark än i Sverige. 2017 var den svenska slutliga elanvändningen per invånare 2,3 gånger högre i Sverige än i Danmark, enligt uträkning med hjälp av data från Energiläget i siffror 2019 från svenska Energimyndigheten och Energy statistics 2017 från Energistyrelsen i Danmark.

Små skillnader i solstrålning

En förklaring som däremot är av marginell betydelse är tron att Danmark genom ett sydligare läge skulle ha högre solinstrålning än Sverige. Studerar man solinstrålningskartor för Sverige och Danmark visar de endast små skillnader mellan Danmark och Sverige från Mälardalen och söderut.

Bornholm ligger i topp i Danmark, med globalstrålning 1160-1170 kWh/m2 mot horisontell yta enligt PVGIS databas ERA5. I Sverige toppar Gotland med 1120-1150 kWh/m2. Om vi jämför stora städer i PVGIS har centrala Köpenhamn och Malmö båda en globalstrålning på 1020 kWh/m2, medan centrala Göteborg har 1040 kWh/m2 och centrala Stockholm har 991 kWh/m2, bara 3% lägre än Köpenhamn.

Använde databasen ERA5 i denna jämförelse då den ger produktionsvärden för solel som bäst stämmer med verkligheten i Mälardalen. Solstrålningsdata i PVGIS varierar beroende på vilken databas man använder, bland annat beroende på vilka år de använder, men generellt skiljer bara enstaka procent i årlig solstrålning mellan Danmark och Sverige från Mälardalen och söderut. Därför beror en högre solandel i Danmarks elmix inte på att de har så mycket bättre solstrålning över året.

Solstrålningskartor

Här nedan visas kartor som visar global solstrålning mot en  horisontell yta för Danmark och Sverige. Global solstrålning är den totala strålningen mot en yta och består av direkt, diffus och reflekterad strålning. För Danmark är det data för åren 2001-2010 medan det för Sverige är data för den meteorologiska perioden 1961-1990. Dessa svenska data är inaktuella då solinstrålningen i södra delen av Sverige varit högre under 2000-talet. Se diagrammet längst ner som jämför solstrålningen vid SMHI:s mätstationer sedan 2002 jämfört med 1961-1990, där det även framgår att 2018 var ett extremt bra solår i Sverige.

Årlig global solstrålning i Danmark under åren 2001-2010. Karta från Danmarks Meteorologiske Institut (DMI), där skala i kWh/m2 är tillagd.

Årligt genomsnitt av global solinstrålning mot horisontell yta i Sverige under perioden 1961-1990 (kWh/m2). Källa SMHI.

Årligt genomsnitt av global solinstrålning mot horisontell yta i Sverige under perioden 1961-1990 (kWh/m2). Källa SMHI.

Jämförelse av global solstrålning för 2018 och medel 2002-2018 med normalperioden 1961-1990. Underlagsdata från SMHI.

Hög solstrålning 2018 med flera rekord

Den så kallade globala solstrålningen mot en solcellsmodul är summan av strålningens olika komponenter: direkt, diffus och reflekterad. SMHI mäter den globala solstrålningen mot en horisontell yta på olika platser i Sverige. 2018 var tveklöst ett mycket bra solår. 10 av stationerna slog rekord sedan startåret, som varierar från 1983-2014 för dessa stationer. De äldsta rekorden som slogs var de för Göteborg, Växjö och Lund, där mätningarna startade 1983.

Den globala strålningen var högre än det högsta värdet under åren 2002-2018 vid 15 av mätstationerna, vilket var alla utom Kiruna av de som redovisade data för 2018. Största höjningarna svarade Östersund och Borlänge för med 6,6% respektive 5,5%.

Solstrålningen under 2018 var högre än årsmedel för 2002-2018 för alla 16 stationer med redovisade data, där Borlänge och Umeå toppar med 13,1% respektive 12,0% högre värde.

Högst solstrålning under 2018 hade Hoburg på Gotland med 1201,1 kWh/m2. Det är bara 1,3% läge än högsta värdet som  någonsin uppmätts vid någon av SMHI:s stationer, vilket är 1217,5 kWh/m2 i Karlstad 1968. Medelvärdet för de 16 mätstationer som redovisade data under 2018 var 1072 kWh/m2.

Jämför man med SMHI:s normalperiod 1961-1990 var solstrålningen högre under 2018 för alla 16 mätstationer som hade data. Vinnaren var Växjö med 18,3% högre värde. Observera dock att denna ”normalperiod” inte varit det normala under 2000-talet, då solstrålningen varit högre i södra Sverige än under normalperioden. Det bara i Kiruna och Östersund som solstrålningen varit lägre under 2000-talet än under 1961-1990. Även här är Växjö vinnare med 8,6% högre årlig solstrålning 2002-2018 jämfört med 1961-1990.

2018 hade 5-23% högre solstrålning vid SMHI:s mätstationer jämfört med 2017, där Lund toppade med hela 23%. I genomsnitt blev det 11% högre under 2018 om man tar med Kiruna vars värden för 2018 är interpolerat eller 12% högre om man räknar bort Kiruna.

Normalperiod

SMHI skriver ”Världsmeteorologiska organisationen (WMO) har därför bestämt att statistiska parametrar, som används för klimatbeskrivningar, skall beräknas för så kallade normalperioder. Normalperioderna är oftast 30-årsperioder, där 1961-90 är den nu gällande standardnormalperioden.”

Solstrålningen på jordytan ändras med tiden

Förändringarna under 2000-talet jämfört med ”normalperioden” 1961-1990 beror inte på att solens utstrålning ändrats. Utanför jordens atmosfär är solstrålningen nästan konstant, 1 361 W/m2. Variationen under en 11-årig solcykel är i medeltal 0,1% enligt senare årtiondens mätningar. I tidsskalor om timmar eller veckor kan variationer på 0,34% förekomma. Mer finns att läsa i artikeln ”A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance”.

De förändringar som skett av solstrålningen på marknivå beror på att molnighet, och kanske antalet partiklar i atmosfären (“global dimming“), förändrats och att dessa förändringar varit olika inom Sverige.

Solstrålningens variationer

Diagrammen här nedan visar min, medel och max under åren 2002-2018 (notera att en del nyare stationer inte har data för hela perioden) och en jämförelse av denna period med normalperioden (de nyare stationerna saknar värden från normalperioden och är därför inte medtagna) samt en jämförelse för enbart 2018 med normalperioden och perioden 2002-2018.

Som framgår av det första diagrammet varierar solstrålningen mellan olika år. För de stationer som haft mätningar under minst 10 år har solstrålningen varierat mellan ±5,5% (Kiruna) till ±10,5% (Borlänge) jämfört med medelvärdet under perioden 2002-2018.

Undantaget fjälltrakterna var alla stationers årliga solstrålning under 2018 inom ±12%, se tabellen längst ner. Trots att Sverige är ett långt land är variationerna i årlig solstrålning alltså inte så värst stora inom landet.

Se även inläggen
Skillnad mellan global, diffus och direkt solinstrålning?
Solstrålning per månad kan variera mycket mellan olika år
Solstrålningen 2017 lägre än normalt under 2000-talet
Samband soltimmar och solstrålning?

Klicka på diagrammen för att se dem i större skala.

Global årlig solstrålning. Minsta, största och medelvärden för åren 2002-2018 för SMHI:s mätstationer. Siffran efter namnet anger antal tillgängliga årsvärden under perioden. Underlagsdata från SMHI.

Jämförelse av global solstrålning för 2018 och medel 2002-2018 med normalperioden 1961-1990. Underlagsdata från SMHI.

Jämförelse av global solstrålning för 2018 med medel 2002-2018. Positiva värden betyder en högre solstrålning under 2018 än medel 2002-2018. Underlagsdata från SMHI.

Nedanstående tabell visar uppmätt global solstrålning (kWh/m2) mot en horisontell yta vid SMHI:s mätstationer under 2017. och 2018 samt en jämförelse mellan åren. Data är från SMHI, där * markerar interpolerat värde. 

Station 2017 2018 2018 jämfört med 2017
Kiruna 799,9 839,9* +5%
Luleå 884 994,9 +13%
Umeå 886,7 1037,5 +17%
Storlien-Visjövalen 851,3 932,8 +10%
Östersund 862,1 1016,0 +18%
Borlänge 942,8 1080,8 +15%
Karlstad 997,4 1102,3 +11%
Svenska Högarna 1074,1 1160,9 +8%
Stockholm 990,6 1097,9 +11%
Norrköping 1009,4 1107,9 +10%
Nordkoster 1034,9 1122,5 +8%
Göteborg 972,6 1068,7 +10%
Visby 1089,1* 1175,4 +8%
Hoburg 1147,9 1201,1 +5%
Växjö 935,1 1078,1 +15%
Lund 925,9 1141,0 +23%
Medel 963 1072 11%

 

Solrekord i maj i södra Sverige

Maj 2018 kommer att gå till historien som en rekordsolig månad på många håll i södra halvan av Sverige. Vid 10 av SMHI:s 16 mätstationer enligt nedan blev det majrekord sedan mätningarna startade, enligt preliminär statistik från SMHI. Visby blev etta i Sverige under maj med 5,8% högre värde än under rekordåret 1964. Däremot blev det inte rekord i Stockholm där rekordet från 1945 klarade sig med en hårsmån (1,1% lägre än rekordet), och inte heller i Lund, som låg 3,5% under rekordet från 2008. Ett undantag i norr var Umeå som hade 2% högre solstrålning än rekordåret 1976 (räknar inte med Storlien-Visjövalen som startade så sent som 2013). I Kiruna var det däremot 24% lägre solstrålning i maj än under rekordåret 1978.

Man får ha i åtanke att de olika stationerna har olika långa mätserier när man pratar om rekord. Några årtionden är en kort tid i klimatsammanhang. Stockholm är den station med längsta redovisade mätserien med startår 1922. Maj 2018 var något som nästan aldrig upplevts under det senaste seklet i Stockholm, så där kan man verkligen tala om den bästa maj i mannaminne. Notabelt är att maj i Stockholm hade 97% högre solstrålning än det solfattigaste året 1924. Variationerna mellan månadsvärden för olika år är mycket större än när man jämför årsvärden. 

I diagrammet nedan görs en jämförelse av maj månad i år med tidigare rekordår och normalvärdet för den meteorologiska perioden 1961-1990. Men kom ihåg att i södra Sverige är den årliga solstrålning idag högre än under perioden 1961-1990. Så det är inte helt rätt att kalla värden för 1961-1990 för normalvärden idag i södra Sverige, se inlägget “Solstrålningen 2017 lägre än normalt under 2000-talet“.

Soltimmar som ofta redovisas i media är något helt annat än global solstrålning. För solcellsägare är det globalstrålning som ska användas vid jämförelser mellan olika orter och inte soltimmar. Läs mer om skillnaden mellan soltimmar och globalstrålning i inlägget Vad är soltimmar, drifttimmar och fullasttimmar?.

Global solstrålning mot horisontell yta under maj månad 2018 jämfört med tidigare rekordår och normalvärdet för den meteorologiska perioden 1961-1990. Data från SMHI.

Global solstrålning mot horisontell yta under maj månad 2018. Rekordvärdena för maj är gulmarkerade. Data från SMHI.

Solstrålning per månad kan variera mycket mellan olika år

I gårdagens inlägg ”Solstrålningen 2017 lägre än normalt under 2000-talet” framgick att den årliga globala solstrålningen vid SMHI:s mätstationer hade varierat ca ±3-8 % mellan olika år under åren 2002-2017. Tittar man på månadsvärden blir variationerna betydligt större.

Diagrammet nedan visar ett exempel för juni månad under åren 2002-2017 för SMHI:s mätstationer där det varierat ca ±8-22% för de stationer som har de längsta mätserierna. Största skillnaderna mellan åren har Tarfala, följt av Lund, medan Karlstad, Göteborg och Visby har de minsta skillnaderna mellan åren. Notabelt är att under de bästa åren i nordliga fjällvärldens Tarfala är solstrålningen i juni högre än de sämsta åren på Gotland, som ligger i topp i Sverige på årsbasis bland SMHI:s mätstationer.

För solstrålningen under juni har ingen mätstation en ökande trend under juni av de som har mätvärden under hela perioden 2002-2017. Luleå, Umeå, Göteborg Växjö och Lund har en stabil trend, medan en mer eller mindre minskande trend finns i Kiruna, Östersund, Borlänge, Stockholm, Karlstad, Norrköping och Visby. Se exempel på diagram här nedan.

Trenderna för juni stämmer med solstrålningen på årsbasis i Sverige som visat en svagt minskade trend under det senaste årtiondet. Detta efter en förhållandevis kraftig ökning  sedan mitten av 1980-talet, liksom i södra Sverige en ökning även vid en jämförelse med SMHI:s normalperiod 1961-1990, vilket visades i gårdagens inlägg.

När man räknar på ekonomin för solcellsinstallationer behöver man veta hur stor solelproduktionen är under en anläggnings ekonomiska livslängd, vilken är minst 25, Då kan trender i solstrålningen spela viss roll då det påverkar hur mycket solel man kommer att producera.

Att förutspå långsiktiga trender i solstrålning är inte trivialt. Men SMHI arbetar en del med det. Solstrålning mot jorden utanför jordens atmosfär är nästan konstant, men hur molnigt vädret är och mängden partiklar i atmosfären är faktorer som påverkar hur mycket av solstrålningen som når jordens yta.

Klicka på diagrammen för att se dem i större skala.

Global solstrålning under juni månad. Minsta, största och medelvärden för åren 2002-2017 för SMHI:s mätstationer. Siffran efter namnet anger antal tillgängliga årsvärden under perioden. Data från SMHI.

Global solstrålning under juni månad i Stockholm för åren 2002-2017. Prickade linjen är en trendlinje. Data från SMHI.

Global solstrålning under juni månad i Luleå för åren 2002-2017. Prickade linjen är en trendlinje. Data från SMHI.

 

Solstrålningen 2017 lägre än normalt under 2000-talet

SMHI mäter den globala solstrålningen mot en horisontell yta på 18 platser i Sverige. Under 2017 var globalstrålningen lägre än medel under åren 2002-2017 vid alla mätstationer utom i Tarfala.

Högst solstrålning under 2017 hade Hoburg på Gotland med 1147,9 kWh/m2. Växjö med 935,1 kWh/m2 och Lund med 925,9 kWh/m2 hade under 2017 det lägsta värdet under perioden 2002-2017. Medelvärdet för alla 18 mätstationer var 957,4 kWh/m2 vilket var lägre än medelvärdet 974,7 kWh/m2 under åren 2002-2017.

Jämför man med SMHI:s normalperiod 1961-1990 var solstrålning högre under 2017 från Stockholm och söderut utom i Lund. Det lite knepiga är dock att denna ”normalperiod” inte varit det normala under 2000-talet, då solstrålningen varit högre i södra Sverige än under normalperioden.

Normalperiod

SMHI skriver ”Världsmeteorologiska organisationen (WMO) har därför bestämt att statistiska parametrar, som används för klimatbeskrivningar, skall beräknas för så kallade normalperioder. Normalperioderna är oftast 30-årsperioder, där 1961-90 är den nu gällande standardnormalperioden.”

Solstrålningen på jordytan ändras med tiden

Förändringarna under 2000-talet jämfört med ”normalperioden” 1961-1990 beror inte på att solens utstrålning ändrats. Utanför jordens atmosfär är solstrålningen nästan konstant. Variationen enligt senare tids mätningar är bara i medeltal 0,1% mellan minsta (1361 W/m2) och högsta solstrålning (1362 W/m2) utanför jordens atmosfär. I tidsskalor om timmar eller veckor kan så ”stora” variationer som 0,34% förekomma. Mer finns att läsa i artikeln ”A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance”.

De förändringar som skett av solstrålningen på marknivå beror på att molnighet, och kanske antalet partiklar i atmosfären (“global dimming“), förändrats och att dessa förändringar varit olika i olika delar av Sverige.

Solstrålningens variationer

Diagrammen här nedan visar min, medel och max under åren 2002-2017 (notera att en del nyare stationer inte har data för hela perioden) och en jämförelse av denna period med normalperioden (de nyare stationerna saknar värden från normalperioden och är därför inte medtagna) samt en jämförelse för enbart 2017 med normalperioden och perioden 2002-2017.

Som framgår av det första diagrammet varierar solstrålningen mellan olika år. För de stationer som haft mätningar under minst 10 år har solstrålningen varierat mellan ±3,2% (Svenska Högarna) till ±8,2% (Lund) jämfört med medelvärdet under perioden 2002-2017.

Undantaget fjälltrakterna var alla stationers årliga solstrålning under 2017 utom Hoburg inom ±12%, se tabellen längst ner. Trots att Sverige är ett långt land är variationerna i årlig solstrålning alltså inte så värst stora inom landet.

Se även inlägget Skillnad mellan global, diffus och direkt solinstrålning?

Klicka på diagrammen för att se dem i större skala.

Global årlig solinstrålning. Minsta, största och medelvärden för åren 2002-2017 för SMHI:s mätstationer. Siffran efter namnet anger antal tillgängliga årsvärden under perioden. Rådata från SMHI.

Avvikelse i global årlig solinstrålning mellan åren 2002-2017 och normalperioden 1961-1990. Positiva värden betyder en i medeltal högre solstrålning under åren 2002-2017. Rådata från SMHI.

Avvikelse i global årlig solinstrålning mellan år 2017 och normalperioden 1961-1990. Positiva värden betyder en i medeltal högre solinstrålning under år 2017. Rådata från SMHI.

Avvikelse i global årlig solinstrålning mellan år 2017 och perioden 2002-2017. Positiva värden betyder en i medeltal högre solinstrålning under år 2017. Rådata från SMHI.

Nedanstående tabell visar uppmätt global solstrålning mot en horisontell yta vid SMHI:s mätstationer under 2017.

Station Globalstrålning 2017 (kWh/m2)
Tarfala 871,2
Kiruna 799,9
Luleå 884,0
Umeå 886,7
Storlien-Visjövalen 851,3
Östersund 862,1
Borlänge 942,8
Karlstad 997,4
Svenska Högarna 1074,1
Stockholm 990,6
Norrköping 1009,4
Nordkoster 1034,9
Göteborg 972,6
Visby 1089,1
Hoburg 1147,9
Växjö 935,1
Lund 925,9