Bondfångeri när det gäller effekten av skuggning av solceller

Fick nedanstående brev från Vattenfall i juni 2019 tillskickat mig. Där står att

”I ett system utan optimerare producerar alla paneler i enlighet med den som presterar sämst. Blir en panel skuggad, slutar hela anläggningen att producera”.

Brev från Vattenfall från juni 2019, med gravt felaktig information om hur skuggning påverkar elproduktionen från ett solcellssystem.

Detta är rent bondfångeri och det är tråkigt att läsa sådana falsarier från landets största elhandelsbolag och som även är vårt nätbolag. Tyvärr är man inte ensam om denna vilseledande marknadsföring. Liknade utsagor kan läsas på flera andra webbsidor från olika leverantörer av komponenter och solcellsanläggningar.

Skuggning är ett lite knepigt och missförstått ämne. Alla borde läsa Skuggningshandboken från Energiforsk. Den ger en baskunskap som alla som säljer solceller måste ha, men som tyvärr vissa verkar sakna.

Uppbyggnaden av en solcellsmodul

Solcellsmoduler har ofta 60 eller 72 solceller. Då varje solcell bara ger runt 0,5 V vid drift seriekopplar man solcellerna för att höja spänningen. Alla solceller sitter som på en rad kan man säga. Det gör att solcellsmodulen skulle bli mycket känslig för skuggning om man inte vidtog åtgärder för det. Utan några åtgärder skulle skuggning av enda solcell sänka produktionen i hela solcellsmodulen och i hela solcellsanläggningen. Det skulle dessutom ge upphov till ”hot-spots” i den skuggade cellen då hela effekten från de oskuggade cellerna i modulen skulle dumpas i den skuggade solcellen.

MEN, så vill man förstås inte ha det. Därför monterar man så kallade bypassdioder i solcellsmodulerna. Vanligen är det tre bypassdioder i varje modul. I en modul med 72 solceller innebär det att en bypassdiod monteras parallellt med 24 solceller i serie, det vill säga 1/3 av modulens solceller. Så länge modulen är oskuggad är dioderna inaktiva, men när modulen blir skuggad blir dioderna aktiva och minskar skugginverkan.

Vad händer vid skuggning

Låt säga att vi skuggar 50% av en solcell i en modul. Den högsta ström som kan genereras av den skuggade solcellen halveras därmed jämfört med en oskuggad solcell. Bypassdioden kommer att aktiveras och släppa fram överströmmen. Om en oskuggad cell genererar exempelvis 8 A kommer 4 A att genereras av den skuggade solcellen och 4 A kommer att gå igenom bypassdioden.

Full ström kommer att genereras av övriga 2/3 av modulen. Det betyder att det är endast den tredjedel av solcellsmodulen som skuggas som får en lägre solelproduktion, övriga 2/3 av modulen och resterande moduler i serien av moduler kommer att producera normalt.

Värt att notera är att ett solcellssystem med effektoptimerare på modulerna bara kan minska förlusterna på grund av skuggning, det kan aldrig producera mer än ett oskuggat solcellssystem.

Läs Skuggningshandboken

Läs Skuggningshandboken för en mer utförlig beskrivning av hur skuggning av solceller fungerar, då ovanstående resonemang är kortfattat och något generaliserat. Professor Björn Karlsson är hjärnan bakom Skuggningshandboken och Björn har faktagranskat detta inlägg.

Se även nedanstående schematiska exempel.

Sluta med vilseledande marknadsföring

Det är inte bra för branschens förtroende att ge kunder felaktig information. Det finns risk för anmälningar till Konsumentombudsmannen.

Uppmanar alla som känner sig träffade att raskt sluta med vilseledande marknadsföring gällande skuggningseffekter på solceller.

Schematiska exempel

Nedan är några schematiska exempel jag gjort för högskole- och civilingenjörsstudenter i kursen Solceller och solfångare vid Mälardalens högskola

Oskuggad modul

En solcellsmodul har 40 solceller i serie i fyra kolumner. Det är 10 solceller i varje kolumn. Varje enskild solcell har Isc = 9 A (korslutningsström) och Imp = 8,5 A (ström vid max effekt) vid en solinstrålning på 1000 W/m2 och en solcelltemperatur på 25°C. Varje enskild solcell har Voc = 0,6 V (spänning vid öppen krets) och Vmp = 0,5 V (spänning vid max effekt).

Bypassdioder finns mellan kolumnerna 1 och 2 respektive mellan kolumnerna 3 och 4. Det betyder att man kan se det som två delserier med 20 solceller vardera där de två delserierna sitter i serie med varandra. Arbetsspänning över alla celler Vmp blir 40 oskuggade solceller * 0,5 V per solcell  = 20 V.

Orange linje visar strömmens väg igenom en oskuggad modul, då båda dioderna är inaktiva. All ström går igenom solcellerna och ingen ström går igenom dioderna, förutom en försumbar läckström.

Oskuggad solcellsmodul.

Modul med en helt skuggad solcell

En solcell är helt skuggad (solinstrålning = 0), helt snötäckt eller skadad. Det gör att strömmen är noll genom denna solcell och därmed kan ingen ström gå igenom någon av solcellerna i den delserien av solceller.

Strömmen går istället igenom bypassdioden som sitter parallellt med den delserien av solceller.

Spänningsfallet över bypassdioden är här satt till -0,6 V. Arbetsspänning över alla celler Vmp blir 20 oskuggade solceller * 0,5 V per solcell – 0,6 V över bypassdioden = 9,4 V.

Spänningen för öppenkrets Voc blir på motsvarande sätt 20 * 0,6 V – 0,6 V= 11,4 V.

Den andra dioden är inaktiv eftersom denna delserie med 20 solceller är oskuggad och där genereras full ström genom den delserien.

I detta fall tappar man 50% av modulens solelproduktion. Övriga moduler som sitter i serie med denna modul påverkas inte. Om man har en serie med låt säga 10 moduler tappar man 1/20 = 5% av systemets solelproduktion. I en solcellsmodul med tre bypassdioder skulle man tappa 1/3 av solelproduktionen och 1/30 = 3,3% av systems solelproduktion om man har 10 solcellsmoduler i serie.

Notera att det inte spelar någon roll hur många solceller man helt skuggar om de sitter i en och samma delserie. Det blir samma resultat om man exempelvis skulle ha snö längst ner på en liggande modul som helt skuggar alla 20 solcellerna i en delserie som om man exempelvis hade löv som helt täckte en enda solcell.

En solcell helt skuggad.

Modul med en solcell som är skuggad till 50%

En solcell är skuggad eller snötäckt till 50% (solinstrålning = 50% av oskuggad solcell). Det gör att högst halva strömmen kan genereras av den skuggade solcellen och dess delserie. Bypassdioden kommer att aktiveras och släppa fram överströmmen.

Den andra dioden är inaktiv eftersom denna delserie med 20 solceller är oskuggad och där genereras full ström genom den delserien.

I detta fall tappar man också 50% av modulens solelproduktion. Övriga moduler som sitter i serie med denna modul påverkas inte. I en solcellsmodul med tre bypassdioder skulle man tappa 1/3 av solelproduktionen och 1/30 = 3,3% av systems solelproduktion om man har 10 solcellsmoduler i serie.

En solcell skuggad 50%.

Tar ditt elnätbolag betalt för inmatningsabonnemang för nettoproducenter?

Enligt ellagen gäller att

“En elanvändare som har ett säkringsabonnemang om högst 63 ampere och som producerar el vars inmatning kan ske med en effekt om högst 43,5 kilowatt ska inte betala någon avgift för inmatningen. Detta gäller dock bara om elanvändaren under ett kalenderår har tagit ut mer el från elsystemet än han har matat in på systemet.”

Småhusägare som under ett år är nettokonsumenter av el behöver alltså enligt ellagen inte betala för inmatningsabonnemang,  Om man däremot är en nettoproducent som matar in mer överskottsel till nätet än vad man köper har nätägaren rätt att ha ut en årlig avgift för inmatningsabonnemanget.

Det är en smula märkligt att regelverket för nettokonsument och nettoproducent gäller oavsett hur mycket solel man producerar eller säljer, bara inmatningen till elnätet är högst 43,5 kW, vilket ingen normal småhusägare uppnår. Det rimliga vore att ta bort kravet att man måste vara nettokonsument så att tillgängliga takytor kan utnyttjas maximalt, utan att man ska behöva vara oroad för att bli nettoproducent och få en årlig avgift som sänker denna ambition. 

Ett färskt exempel är att jag funderar på att låta sätta solceller på vår sommarstuga. Det får plats runt 3 kW, men installerar vi så mycket blir vi säkert nettoproducenter då vår årliga elanvändning bara är runt 1 500 kWh i genomsnitt. Ringde nätbolaget Ljusdals Energi idag men kunde inte få något besked om de tar betalt för inmatningsabonnemanget om vi blir nettoproducenter. De skulle återkomma med svar.

Det finns nätbolag som inte tar betalt för inmatningsabonnemanget även om man blir nettoproducent. En ändring skulle behövas i ellagen så att det blir regel och inte undantag.

Skriv gärna en kommentar till detta inlägg om ditt elnätbolag tar betalt eller inte för inmatningsabonnemang för småhusägare som är nettoproducenter!

 

IEA PVPS Task 15 möte i Montreal

Mötet med IEA PVPS Task 15 om byggnadsintegrerade solceller har nu pågått i två intensiva dagar. Fas 1 avslutas i år och detta var det sista gemensamma mötet. Idag planerade vi för fas 2 som beräknas starta i november i år.

Fick höra en variant på stödsystem för solceller som man har i Frankrike. Där får man 500 Euro/kW under de tre första åren. Däremot får man inte betalt för det överskott av el som man matar in till nätet.

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten. Anna Svensson, Soltech Energy, är inbjuden till detta möte i Montreal, då en ny fas av Task 15 ska planeras.

Jessica Benson, Anna Svensson, Philippe Macé (Becquerel Institute, Belgien) och Peter Röthlisberger (Solaxess, Schweiz).

Högst upp på denna fasad i Montreal hade man ett PVT-system som ger både el och värme.

Anna Svensson, Bengt Stridh och Jessica Benson på vår lediga dag i tisdags.

 

Spaning efter solceller i Montreal

Idag var det uppvärmning och återhämtning efter gårdagens långa resa till Montreal inför veckans möte i IEA PVPS Task 15 om byggnadsintegrerade solceller. Anna Svensson, Soltech Energy, Jessica Benson, RISE och jag gjorde en stadstur och plockade några solcellsinstallationer, se bilderna.

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten. Anna Svensson, Soltech Energy, är inbjuden till detta möte i Montreal, då en ny fas av Task 15 ska planeras.

Lyktstolpe med solcellsbelysning i Montreal. Vi skulle gärna ha sett att glasfasaderna på skyskraporna i bakgrunden hade haft byggnadsintegrerade solceller på fasaderna istället.

Parkeringsautomat med solcellsbelysning i Montreal. Skulle behöva en rengöring.

En solcellsdriven högtalare i Montreal centrum studeras av Jesssica Benson (vänster) och Anna Svensson.

Bengt framför litet hus med solcellsmodul på taket i botaniska trädgården i Montreal.

Anna Svensson (vänster) och Jessica Benson vid solföljande solceller i botaniska trädgården i Montreal.

Solceller på flyttbar container i Montreal under festival. 2019-06-04.

7-9 juni hålls Eureka Festival i Montreal. “Quebec’s biggest celebration of science”. Anna Svensson (vänster) och Jessica Benson var sugen på en skateboard med solceller enligt bilden.

Anna Svensson är solen på spåret vid cirkus Alegria. Fantastisk föreställning som fick bli vårt firande av Nationaldagen istället för på torsdag, då vi jobbar.

Möte i IEA PVPS Task 15 BIPV i Montreal

Åker idag till Montreal. I veckan deltar jag tillsammans med Jessica Benson, RISE, och Anna Svensson, Soltech Energy, i ett för denna omgång avslutande möte för IEA PVPS Task 15. En dag av mötet är vikt för att planera för nästa omgång av Task 15, där Anna Svensson är tänkt att bli ny deltagare från Sverige.

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten.

Tegeltak av solcellspannor

Var med som guide på solcellssafari i Kungsör den 22 maj. Besöket var vid en villa där man låtit installera byggnadsintegrerade solceller i form av svarta takpannor med solceller. När man skulle byta tak valde man denna lösning. Den ena sidan av taket hade 456 svarta solcellspannor som vardera hade märkeffekt 9 W, vilket ger en total märkeffekt på 4,1 kW. Installationen bestod av 12 slingor med 40 pannor per slinga, undantaget någon slinga, med Solar Edge optimerare och växelriktare. På den andra sidan av taket hade man likadana pannor utan solceller.

Pris

Husägarna fick ett investeringsstöd på 45 000 kr (30%) vilket ger ett pris på 150 000 kr = 36 585 kr/kW för solcellssystemet. Enligt uppgift från husägaren var priset ungefär dubbelt så högt som ett bud man fått med standardmoduler. Eftersom priset var en del av en hel takomläggning hade man fått backning av länsstyrelsen på hur stor andel av priset som var för solcellssystemet. Det finns väl därför en en viss osäkerhetsmarginal i priset när denna uppdelning gjordes. Men husägarna valde ändå lösningen med takpannor då man tyckte att det blev ett snyggare tak.

Installationskostnaden var högre än med standardmoduler. I detta fall när man ändå skulle byta det gamla tegeltaket bör man dock titta på den extra kostnaden att installera solceller jämfört med att bara byta ut det gamla tegeltaket. Därför blir ovanstående uträkning av pris per kW missvisande.

Verkningsgrad

I broschyr från Rustabo Sol står att pannan har en ”hög effektivitet”. Man skriver ”Du får 9W per solpanna med 20,22% i verkningsgrad.”. Detta är dock lur… Tittar man i databladet från ZEP ser man att det är verkningsgraden för solcellerna. Om man tar hänsyn till pannans hela yta blir verkningsgraden bara 6,2%. Det blir dock inte helt rätt att ta hela pannans yta heller eftersom pannorna överlappar varandra.

Med standardmoduler hade den installerade effekten blivit ca 8 kW enligt uppskattning av takyta på Google Maps och antaget en modulverkninsgrad på 17-18%.  Det gör stor skillnad i solelproduktion och intäkt jämfört med de 4,1 kW det blev med solcellspannorna. Om min uppskattning stämmer skulle man hamna på strax under 10% i verkningsgrad för taket med solcellspannor.

En besökare på solcellssafarin undrade om den högre temperaturen som byggnadsintegrering ger medför lägre solelproduktion. Verkningsgraden sjunker visserligen med 0,4% per grad högre temperatur, men i detta fall är den stora skillnaden att den installerade effekten blir betydligt lägre med solcellspannorna.

S:t Eriks anger att ”solcellspannan bygger på Nibra enkupig flacktegel som tillverkas i Tyskland. Solcellerna har utvecklats i Holland, där de också tillverkas och monteras.” Solcellspannorna har 30 års garanti både för tegelpannan och solcellernas elproduktion enligt broschyren från Rustabo Sol.

Montering

En detalj i sammanhanget är att det blir fler än tio gånger så många solcellskontakter att montera jämfört med standardmoduler och då ökar risken för misstag vid monteringen. Husägaren hade noterat att en slinga producerade mindre el än de övriga och det berodde på att en kontakt inte var ordentligt isatt, ett fel som installatören snabbt var på plats och åtgärdade.

Snyggt

Det blev ett snyggt tak som husägarna var stolta över och det estetiska tror jag att fler kommer att titta på i framtiden.

Villa med tak av svarta solcellspannor.

Tak med svarta solcellspannor. Med pollen på ytan. 22 maj 2019 kl. 17.53.

Tegelpannor med (höger) och utan (vänster) solceller.

Baksidan av solcellspanna med solceller.

Solcellssafari i Västra Mälardalen 15, 22 och 28 maj

Energi- och klimatrådgivningen anordnar “Solcellssafari Västra Mälardalen” vid tre tillfälle i maj i Västmanland, med start i morgon. Kanske ses vi då?

Arboga. Golfklubben, 15 maj klockan 18-20.
Solcellsexpert på plats: Bengt Stridh.

Kungsör. Privatperson med takintegrerade solceller (istället för takpannor), 22 maj klockan 18-20.
Solcellsexpert på plats: Bengt Stridh.

Köping. Företaget Ferrita, 28 maj klockan 17-19.
Solcellsexpert på plats: Hugo Franzen.

Föranmälan görs enligt anvisningar på webbsidan ovan.

Vad påverkar effekten hos en solcellsanläggning?

En vanlig fråga är varför en solcellsanläggning inte producerar den märkeffekt anläggningen har. Skrev om detta redan 2012 i inlägget “Varför ger solcellsmoduler inte märkeffekten?“. Här kommer en uppdatering.

Installerad effekt = märkeffekt

En anläggnings installerade effekt är summan av modulernas märkeffekt. Om man har låt säga 20 moduler och varje modul har en märkeffekt på 250 W blir anläggningens märkeffekt 20 x 250 W = 5 000 W = 5 kW.

Haken är dock att märkeffekten bara gäller vid så kallade “standard test conditions” (STC), vilka är

  • Solinstrålning 1000 W/m², med 0 graders infallsvinkel (normalt infall).
  • Solcelltemperatur 25°C.
  • “Air mass” = 1,5 vilket talar om den optiska väglängden genom atmosfären och som därmed definierar ett visst solspektrum. AM = 1 då solen står i zenit = rakt upp, vilket inte kan inträffa i Sverige.

Dessa parametrar är praktiska när tillverkaren ska testa modulens prestanda i fabrik. Däremot har man i stort sett aldrig dessa förhållanden i verkligheten och speciellt inte sommartid i Sverige. Om det är en klar dag på sommaren med hög lufttemperatur kan solcelltemperaturen bli 60-70°C, vilket är mycket högre än STC-temperaturen, se figuren här nedan. Den högre temperaturen gör att solcellsmodulens verkningsgrad sjunker. En vanlig temperaturkoefficient för effekten för kiselbaserade solcellsmoduler är -0,4%/°C, vilket beror på att spänningen sjunker vid ökad temperatur. Det betyder att för varje grad högre solcelltemperatur än vid STC-temperaturen 25°C sjunker effekten med 0,4% om övriga parametrar är lika. Vid exempelvis 35 grader högre temperatur än vid STC sjunker effekten med 1-0,996^35 = 0,13 = 13%, enbart på grund av den högre temperaturen. Om å andra sidan solcelltemperaturen går under 25°C ökar verkningsgraden jämfört med vid STC.

Exempel på solcelltemperatur och lufttemperatur hemma hos oss i Gäddeholm, Västerås, under en varm vecka i juli 2018.

En solcellsmoduls effekt

En generell formel för en solcellsmoduls effekt är

P = η·A·G

där

P = effekten i Watt (W). Notera att modulen ger likström (DC) och när man läser av den producerade effekten är det växelström (AC). Det uppstår förluster i kablar (vanligen högst 1%) och i växelriktaren (några %) som omvandlar strömmen till växelström (AC). Hur stora dessa förluster blir beror på kablarnas dimension och längd samt växelriktarens verkningsgrad. Grövre och kortare kablar ger lägre kabelförluster. Man vill ha en växelriktare med hög verkningsgrad för att minska förlusterna i växelriktaren.

η = solcellsmodulens verkningsgrad, som beror på solcelltemperatur, solstrålningens infallsvinkel och solstrålningens intensitet. Verkningsgraden talar om hur stor andel av den infallande solstrålning som omvandlas till elektricitet (DC). En vanlig modulverkningsgrad idag är 17-18% vid STC. Enligt exemplet ovan blir dock verkningsgraden en annan om temperaturen avviker från STC-temperaturen 25°C. Solcelltemperaturen beror av hur solcellen är monterad, solinstrålningens intensitet, lufttemperatur och vindhastighet.

Den direkta solstrålningens infallsvinkel beror på modulernas lutning och mot vilket väderstreck modulerna är riktade. Infallsvinkeln kommer dessutom att variera över dagen och året samt är vanligen en annan än de 0 grader som gäller vid STC. Modulens yta är antireflexbehandlad för att minimera reflektionsförluster. Vid höga infallsvinklar ökar dock reflektionsförlusterna enligt figuren och därmed sjunker solcellseffekten.

Figuren visar solstrålningens transmission genom glas vid olika infallsvinklar mot en solcellsmodul i förhållande till transmissionen med normalt infall (0° infallsvinkel). Källa: PVsyst.

Det finns även ett visst beroende hos verkningsgraden av solinstrålningens intensitet. Vid relativt höga intensiteter sjunker verkningsgraden sakta med sjunkande intensitet, vid låga intensiteter sjunker verkningsgraden mer markant enligt figuren.

Verkningsgradens beroende av solstrålningen intensitet för en solcell som har 15% verkningsgrad vid STC. Källa: Heinrich Häberlin. Photovoltaics System Design and Practice (bok).

A = ytan i kvadratmeter (m²). För en solcellsmodul ska man ta med hela ytan, även ramen om en sådan finns.

G = solinstrålningens intensitet (W/m²). Den består av tre olika komponenter; direkt, diffus och reflekterad solstrålning. Om det är mulet väder finns bara diffus och reflekterad solstrålning. Läs mer i inlägget Skillnad mellan global, diffus och direkt solinstrålning?. Den solstrålning som når modulens yta kan minska på grund av skuggning, smuts, pollen eller snö på modulerna.

Solinstrålningens olika komponenter. Källa: NREL.

Utanför jordens atmosfär är solstrålningen 1 361 W/m². Vid havsnivå får vi nöja oss med som mest ungefär 1 000 W/m². Det är dock ett känt fenomen att reflektion i moln vid varierad molnighet kortvarigt kan ge en högre effekt än vid molnfritt väder. Exempelvis uppmätte man som mest 1 477±30 W/m2 vid havsnivå i Brasilien 2008. I en norsk studie nära havsnivå registrerade man 2012 som mest 1 528 W/m2 kortvarigt och på hög höjd har intensiteter på över 1 800 W/m2 registrerats.

Tolerans

Man ska även komma ihåg att modulernas märkeffekt har en viss tolerans. Exempelvis -0% till +3%. Det betyder att när modulens testades hos tillverkaren var modulens effekt minst lika stor som märkeffekten och i bästa fall upp till 3% högre än märkeffekten. En modul med märkeffekten 250 W skulle då kunna ge 257,5 Watt vid STC. I praktiken är det dock inte säkert att man har så stor nytta av det. När man köper en bunt moduler är det att förvänta att modulerna har lite olika tolerans inom det angivna intervallet. Modulerna monteras i serie i en sträng. Det blir då den modul som ger lägst ström utan skuggning som bestämmer vilken strömmen blir, eftersom samma ström måste gå genom alla moduler som monterats i serie.

En alltför vanlig missuppfattning är att skuggning av en modul sänker effekten i hela strängen av seriekopplade moduler. Vid skuggning går bypassdioderna in och det blir bara hos den eller de skuggade modulerna som effekten sänks. Övriga moduler kommer att producera normalt.

Ska man vara oroad?

En fråga blir om man ska vara oroad över att en solcellsanläggning inte ger lika hög effekt som märkeffekten. Generellt blir svaret nej på den frågan. Man kan för det mesta sitta lugnt i båten.

Det händer dock ibland att en modul eller en växelriktare går sönder. När det gäller moduler är ett tänkbart fel att en så kallad bypassdiod går sönder och kortsluts. Man har vanligen tre bypassdioder per modul och om en kortsluts kommer man då att förlora 1/3 av den modulens elproduktion eller 1/60 (1,7%) av anläggningens produktion om man har 20 moduler. I en solcellsanläggning blir ett sådant bortfall så litet att det kan vara svårt att upptäcka om man bara tittar på effekten.

Om däremot en växelriktare slutar fungera blir bortfallet 100% om man har en växelriktare eller 50% om man har två växelriktare. Sådana fel är lättare att upptäcka.

Kopplingsfel mellan moduler vid installationen skulle kunna leda till att alla moduler inte är inkopplade till växelriktaren, vilket då sänker anläggningens effekt. För att upptäcka sådana fel kan man studera vilken spänning anläggningen ger. I modulernas datablad finns en angiven spänning vid STC, anges ofta som Vmp. Våra första solcellsmoduler hade Vmp = 35,5 V. Om man seriekopplar 20 sådana moduler blir spänningen 710 V vid STC. Det kan vara ett riktvärde för vilket spänning man bör förvänta sig mitt på dagen vid soligt väder, men man får tänka på att spänningen sjunker när solcelltemperaturen stiger över 25°C.

Ett alternativ är använda effektoptimerare på modulerna som ger loggning på varje eller varannan modul. Det är då lätt även för den som inte är insatt att se om någon modul producerar sämre än övriga moduler. Dock tillkommer kostnaden för optimerare och det är inte så vanligt med modulfel, så det är en avvägning man får göra mellan kostnad och funktion.

Solcellsanläggningar behöver tillsyn

Det sägs ibland att solcellsanläggningar är underhållsfria. Oftast är det så, men det betyder inte att de är tillsynsfria. Det är viktigt att man regelbundet tittar till anläggningen och kollar att den producerar el. Man kan enkelt kolla det själv genom att titta på växelriktarens display, om den har en sådan, eller i en portal där produktionsdata laddas upp eller i en app i telefonen. Ofta kan man också ställa in så att man får meddelande via e-post eller sms om det är något som avviker när det gäller produktionen. Oavsett hur man gör ska man komma ihåg att solcellsanläggningar behöver din tillsyn.

PS 16/4. Gjorde några språkliga justeringar och kompletterade med lite information om höga intensiteter av solstrålning. Lade dessutom in tre nya figurer:
1) Solcelltemperatur hemma hos oss under en varm julivecka ifjol.
2) Reflektionsförluster i glasytan på en solcellsmodul, beroende på solljusets infallsvinkel.
3) Solstrålningens olika komponenter.

Investeringsstöd till solceller – 2019 års budget höjs och stödnivån sänks

Enligt SVT nyheter och Regeringskansliet idag höjer regeringen 2019 års budget för investeringsstöd till solceller med 300 miljoner. Man anger att stödet totalt uppgår till 736 miljoner under 2019. I budgeten som beslutades i december avsattes 535 miljoner till området Energiteknik, vilket var en sänkning med 440 miljoner i förhållande till den tilltänkta budgeten:

“Anslaget motiveras med att utskottet förordar att stödet till solceller minskas med 440 miljoner kronor 2019 i förhållande till regeringens förslag”.

I och med dagens besked återställer regeringen nästan budgeten till den tidigare tänkta nivån. I regleringsbrev till Energimyndigheten står att “Högst 436 000 000 kronor får användas för stöd till solceller. Av dessa får högst 7 600 000 kronor användas för administrativa kostnader anknutna till stödet.” Med dagens tillskott på 300 miljoner hamnar totalen på 736 miljoner för investeringsstödet.

Samtidigt sänks stödnivån i investeringsstödet från 30% till 20% för ansökningar som behandlas från och med 1 maj, alltså även för de som redan står i kö. Det framgår inte om man kommer att ändra på det maximala stödbeloppet som idag är 1,2 miljoner per solcellssystem enligt Förordning (2009:689) om statligt stöd till solceller. Enligt en tweet från Johan Lindahl, Svensk Solenergi, kommer detta maxbelopp att behållas.

Det är bra att investeringsstödet höjs då många står i kö. Genom att sänka nivån kan flera ta del av stödet. Om hela budgeten kommer att användas kommer det att byggas solcellssystem för 3,68 miljarder enbart med hjälp av investeringsstödet. Det kommer dessutom sannolikt att byggas en del utan investeringsstöd. Även 2019 ser därmed ut att bli ett ljust år för solcellsbranschen i Sverige.

I en tweet flaggar Centerpartiets Rickard Nordin för att i

“Höstbudgeten nästa år genomförs “Grönt avdrag”. Då slipper vi osäkerheten”

Det är spännande. Det skulle i sådana fall betyda att investeringsstödet går i graven och ersätts av ett “Grönt avdrag” från och med 2021? Enligt Centerpartiets webb skulle detta gröna avdraget vara ett skatteavdrag för bland annat installation av solceller, installation av solvärme, lagring av energi och installation av laddboxar för elbilar.

PS. Reviderade två första styckena med info via Johan Lindahl på Twitter varför det blev 736 miljoner i total budget för investeringsstödet 2019.

Solceller ökade med 78% i Sverige under 2018

Idag släppte SCB ny statistik över nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige. Vid utgången av 2018 fanns 25 486 solcellsanläggningar, en ökning med 10 188 (67%) anläggningar sedan 2017. Den installerad effekten ökade under 2018 med 180 MW (78%) till 411 MW. Det betyder att knappt hälften av alla nätanslutna solceller i Sverige installerades ifjol!

Detta gör 40 W installerad effekt per invånare vid utgången av 2018, en ökning från 2017 års 23 W per invånare. Bland länen ligger Gotland i topp med 96 W per invånare. Intressant är att man i nordliga Jämtlands län har mera solceller per invånare än i våra sydligaste län Skåne och Blekinge, se nedanstående kartor och tabell som visar solcellseffekt per län och per invånare i varje län.

Västra Götalands län och Skånes län har med 62,5 MW respektive 62,4 MW mest installerad effekt. Fyra län har mer än fördubblat den installerade effekten under 2018, det är Västra Götalands, Dalarnas, Gävleborgs och Västernorrlands län.

Resultaten har publicerats av SCB och baseras på en enkät som Energimyndigheten skickat till landets alla elnätföretag (ca 170 “objekt” enligt beskrivningen), där bortfallet av svarande anges till mindre än en procent i Kvalitetsdeklaration Nätanslutna solcellsanlänningar.

Mindre solcellsanläggningar dominerar i antal

Anläggningar på småhus dominerar i antal. 84% av anläggningar har en installerad effekt upp till 20 kW och de svarar för 46% av den totala installerad effekten. Antalet stora anläggningar har ökat till tio som har över 1 MW installerad effekt och de svarar för 4% av den totalt installerade effekten.

Installerad effekt Antal solcellsanläggningar Andel Installerad effekt (MW) Andel
0 – 20 kW 21 535 84% 189 46%
20 – 1 000 kW 3 941 15% 205 50%
1 000+ kW 10 0,04% 17 4%
Totalt 25 486 411

Andel solel i Sverige

Med 411 MW installerat och antaget ca 900 kWh/kW per år i genomsnitt blir det 0,37 TWh under ett år, vilket motsvarar 0,23% vid 160 TWh elproduktion, som det var 2017 enligt SCB:s statistik. Elanvändningen var 130 TWh under 2017 och som andel av elanvändningen motsvarar det 0,28% solel.

Installerad effekt

I kvalitetsdeklaration anges att

“Den installerade effekten, som vi samlar in och redovisar, motsvarar effekten som solpanelerna eller växelriktaren teoretiskt avlämnar under standardiserade förhållanden. Effekten påverkas i praktiken av strålningsstyrkan och celltemperaturen. Den installerade effekten definieras varken i växelström eller i likström (AC eller DC) utan som den för systemet begränsande effekten.”

Det är en något kryptisk text. Dels anger man “…effekten som solpanelerna eller växelriktaren teoretiskt avlämnar…”. Dels är den sista meningen obegriplig. Möjligen kan man mena att man använder växelriktarens effekt som installerad effekt, vilket motsägs av den första meningen. I sådana fall är det en AC-effekt och det avviker då från exempelvis Skatteverkets tolkning av installerad effekt, som är summan av modulernas märkeffekt (DC).

Det väcker frågan vilken effekt som nätägarna har rapporterat in i denna undersökning. Anläggningens märkeffekt eller växelriktarnas maxeffekt? Ur nätägarens synvinkel är det mera intressant att veta växelriktarnas maxeffekt eftersom det anger den högsta möjliga inmatade effekten till nätet.

Pressmeddelande från Energimyndigheten: Ett år senare – 10 000 fler nätanslutna solcellsanläggningar.

Installerad solcellseffekt (W) per invånare i län 2018-12-31.

 

Installerad solcellseffekt (MW) per län 2018-12-31. Data från SCB.