Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

Klen sol i april

April ifjol gav lysande (he) 362,2 kWh. Hittills i april i år har det blivit 202,42 kWh. Hua…

Diagrammet visar en jämförelse per dygn mellan april ifjol och i år.

Jämförelse av solelproduktion under april 2011 och 2012.

Smånunneört, Johannisbergs herrgård. 20120422.

Gullkrös, Johannisbergs herrgård. 20120422.

Regeringsförslag om nettodebitering dröjer till nästa år!

I radioprogrammet Plånboken i P1 den 11 april intervjuades Hannes Carl Borg, politisk sakkunnig åt energiminister Anna-Karin Hatt (efter 6.07 minuter i länken, efter 38.50 från starten av programmet). Han säger att en av de viktigaste åtgärderna för att hjälpa privatpersoner är att man tittar på nettodebitering. Men samma visa som vanligt, med skattetekniska problem och skatteregler inom EU som berörs, som måste utredas. Han säger att man hoppas kunna lägga ett konkret förslag om detta under nästa år, 2013!

Detta rimmar illa med Anna-Karin Hatts uttalande i Miljöaktuellt den 20 december 2011 att Näringsdepartementet jobbar intensivt med frågan om nettodebitering. Man kan ju fråga sig om man över huvud taget har jobbat med frågan sedan det i DN den 23 juni 2011 framgick att ”Regeringen kommer att närmare utreda hur ett system med så kallad nettodebitering kan utformas”. Nog borde frågan ha hunnit utredas under de nästan 10 månader som gått. Speciellt med tanke på att nettodebitering redan finns i Danmark, Belgien och Holland, som jag skrivit om i inlägg den 19-22 mars i år.

Det är en rejäl besvikelse att det går så långsamt för regeringen i frågan om nettodebitering. Det har under flera år varit den i särklass viktigaste frågan för de husägare som vill installera solceller hemmavid. Den solel som ersätter köpt el får samma värde som den köpta elen. Värdet av överskottselen kan dock variera mellan 4 öre/kWh och 3,20 kr/kWh beroende på hur aktiv man varit att finna elhandlare som vill köpa överskottselen, var man råkar bo (vilken nätägare man har) och om man ansökt om tilldelning av elcertifikat eller inte samt att värdet dessutom kan variera med tiden om man har en koppling till Nord Pool spotpris eller får elcertifikat, vars pris varierar beroende på tillgång och efterfrågan. Detta skapar väldigt osäkra villkor för de som vill investera i solceller och ger därmed också osäkra villkor för de företag som vill satsa på att leverera tjänster och komponenter för solcellsinstalltioner, där det blir svårt att bedöma marknadsutvecklingen och hur mycket man ska våga satsa.

Nog kan man ana varför Sverige är sämts i EU på planer för solenergi.

 

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 kan det påverka hela strängens effekt negativt. 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.

Solceller i smart 3D layout

Forskare vid MIT (Massachusetts Institute of Technology) har utvärderat olika 3-dimensionella montage av solcellsmoduler. Man har visat att man kan få ut 2-20 gånger mer energi på en given markyta, när man testat olika byggsätt i form av kuber eller torn. Man behöver visserligen mera modulyta för att producera en given energi, men det finns också fördelar om den tillgängliga ytan är begränsad och dessutom kan man få en mycket jämnare elproduktion under en dag. Om man tittar på kurvan ”Cube experiment” i figuren i artikeln nedan är det fascinerade hur jämn produktionen blir under dagen, om det är en solig dag. Med en jämnare produktion under dagen minskar behovet av energilager eller styrning av elanvändningen, vilket kan kompensera för den ökade modulkostnaden. Klart intressant för framtiden när modulkostnaden kommer att sjunka!

Litet solcellstorn från MIT. Källa: MIT News.

Källor

MIT news. A new dimension for solar energy.2012-03-27.

Solar energy generation in three dimensions. Energy & Environmental Science 2012.

 

 

Solpåverkad temperatursensor

Att mäta saker och ting med olika sensorer ger information, men det finns också möjligheter att sensorerna kan ge problem som kräver service eller att man får mätfel. Som jag skrivit om tidigare upptäckte jag i september ifjol att vi fick problem med mätningarna av solinstrålning, modultemperatur och modultemperatur. Det berodde sannolikt på att två kablar till sensorboxens RS485 Power Injector hade råkat bli omkastade vid installationen hösten 2010.

När jag såg placeringen av den nya sensorn för utomhustemperatur efter monteringen 16 januari i år slog det mig att den skulle kunna påverkas av solen under tidig morgon. Mycket riktigt är också så fallet. Om man tittar på nedanstående temperaturkurva från 5 april ser man att från 06:45 och ungefär en timme framåt är sensorn tydligt påverkad av solinstrålningen.

Jag får försöka att hitta en annan placering. Kan nog sätta den på baksidan av utskjutande takstol vid takfoten, där skyddas den av takstolen från öster och från väster har vi en skogsdunge som skuggar, så det bör gå bra.

Uppmätt lufttemperatur 5 april 2012.

Uppmätt lufttemperatur 5 april 2012.

Backtrav, ca 5 cm hög. Gäddeholm 9 april 2012.

Extra effekt när solen passerade molnkant

En klar och kall förmiddag gav hopp om nytt årsbästa men molnighet seglade in och gjorde att det stannade vid 12,8 kWh, mot 14,74 kWh igår och 14,64 kWh i förrgår. Bästa 5-minutersperiod gav i genomsnitt 2934 W under den perioden, att jämföra med 2775 W igår och 2888  W i förrgår. Det var 5 grader lägre modultemperatur idag än igår vid den maximala effekten. Med en temperaturkoefficient på 0,3%/C för våra moduler borde det ge 1,5% (42 W) högre toppeffekt idag än igår, eftersom modulverkningsgraden ökar med sjunkande temperatur, om man antar att det var lika klart idag som igår (inget dis). Eftersom det skilde 159 W i toppeffekt mellan idag och igår förklarar den lägre modultemperaturen idag bara en del av skillnaden. Den högre toppeffekten idag har alltså ytterligare en orsak.

Det är ett känt fenomen att reflektion i moln vid varierad molnighet kortvarigt kan ge en högre effekt än vid molnfritt väder. Jag följde momentanvärdena från växelriktaren under en del av dagen och jag kunde då se att den maximala AC-effekten var 3004 W, alltså 70 W högre än snittvärdet för bästa 5-minutersperioden när solen var intill kanten av ett mindre moln. Sju minuter senare var effekten 1700 W och tio minuter senare 950 W. De toppar man ser i diagrammet nedan för dagens effektkurva bör bero på tillfällig extra effekt på grund av solens reflektion i molnkanter under korta stunder.

Jämförelse av solcellernas effekt 3-5 april 2012.

Vårlök i Engelska Parken, Gäddeholm. 5 april 2012.

Årsbästa för solcellerna

14,74 kWh var aningens bättre än gårdagens 14,64 kWh som är de högsta noteringarna i år. Det var soligt och klart idag, men på sen eftermiddag kom enstaka små moln, så det hade kunnat bli något lite mera utan dessa strömoln. Även igår var det lite moln, vilket ses i diagrammet nedan som visar de effektvärden som loggas var femte minut.

Idag var högsta effekten under en 5-minutersperiod 2775 Watt. Igår var högsta effekten 2888 Watt.

Jämförelse av solcellernas effekt 3-4 april.

Krokus i rabatt hemmavid. 4 april 2012.

Q-Cells bankrutt

Det kan gå snabbt upp och ner för solcellsföretagen. Q-Cells startade 1999. Under 2007-2008 var Q-Cells världens största modultillverkare. Enligt Q-Cells hemsida har de ca 2 000 anställda. I dag sade de sig vara bankrutt… En anledning anges vara den tuffa konkurrensen från Kina.

Det var Q-Cells som köpte Solibro i Uppsala i sin helhet 2009. Solibro hade utvecklat tunnfilmstekniken CIGS (koppar-indium-gallium-diselenid). Forskningsenheten Solibro Research i Uppsala slog världsrekord för verkningsgrad för en CIGS-submodul (fyra celler om sammanlagt 16 cm2) med 17,4% i slutet av fjolåret.

Under 2011 tillverkade Q-Cells 66 MW enligt RenewableEnergyWorld.com och var därmed tvåa i världen av CIGS-moduler. Enligt GTM Research var japanska Solar Frontier i särklass störst 2011 med 577 MW CIGS-moduler producerade. De anger att Solibro tillverkade 95 MW CIGS under 2011, vilket är förvånsvärt skilt från ovanstående, och MiaSolé 60 MW.

Q-Cells kan återuppstå genom en rekonstruktion. Men, vilket ben ska man satsa på? Si-solceller, Si-moduler, CIGS-moduler och system har man sysslat med hittills. Det går inte gärna att köra på i samma hjulspår, något måste avvecklas förmodar jag.

Vad händer med Solibro Research AB i Uppsala? 2010 hade de 39 anställda som gjorde en omsättning på 110 miljoner enligt bolagsinfo på allabolag.se. Man kan väl säga att detta inte var den bästa av dagar för solcellsforskare i Sverige…

Vi får väl se detta som ett hack i en uppåtgående utvecklingskurva. Att solenergi kommer att fortsätta att växa i betydelse i världen kan vi vara övertygande om.

En blomma till Solibro Research AB (krokus i hemmarabatt den 3 april).

 

Seg myndighetsprocess för investeringsstöd till solceller

I budgetpropositionen som presenterades 20 september ifjol fanns pengar anslagna för ett fortsatt investeringsstöd till solceller under 2012. Man kan därför tycka att årets medel för investeringsstöd borde ha varit länsstyrelserna tillhanda redan under januari för att undvika ett glapp mellan 2011 och 2012. Energimyndighetens beslut kom dock först 27 februari och det dröjde sedan ytterligare en-två veckor innan länsstyrelserna hade medlen tillgängliga via Boverket.

Varför tog det över två månader att få ut medlen till länsstyrelserna? Med ett investeringsstöd på 45% och 57,5 miljoner i stöd blir det investeringar motsvarande 128 miljoner kr som försinkades på grund av den sega myndighetsprocessen.

Energimyndigheten fördelade 57,5 miljoner kronor till länsstyrelserna och sparade 2,5 miljoner kronor för administrativa kostnader. Som framgår av tabellen nedan fick Jönköpings län mest per innevånare, 14,08 kr. Minst fick Västerbotten med 2,57 kr per innevånare. Snittet för riket var 6,06 kr per innevånare. Den satsning regeringen gör på investeringsstöd för solceller är med andra ord blygsam.

Ringde länsstyrelsen i Västmanlands län och pratade med Bo Bertilsson. Där var ca 4 miljoner sökta och det är dubbelt så mycket som finns tillgängligt att fördela. Hade en tanke att skicka in en ansökan för en liten utbyggnad av vår solcellsanläggning, men några pengar i år kan vi alltså inte räkna med. Jag rekommenderar trots det alla att skicka in en ansökan om ni funderar på att installera en solcellsanläggning. Dels för att visa att ett intresse finns, dels för att få en plats i kön om det blir en fortsättning nästa år. Ansökan är dessutom inte bindande.

Fördelning av investeringsstöd till solceller 2012 per län.

Källor

Snöklocka i rabatt. 2 april.

260 kWh solel under mars

Det blev 260,71 kWh solel under mars. I mars ifjol blev det 292,32 kWh. 11% mindre i år än under mars ifjol alltså.

Diagrammen nedan visar dels solelproduktionen per dygn under 2012 dels en jämförelse mellan mars 2011 och 2012. Max under ett dygn 2011 var 14,8 kWh medan max stannade vid 13,26 kWh i år.

Solelproduktion per dygn under mars 2012.

Jämförelse solelproduktion per dygn under mars 2011 och mars 2012.

Det var 1-2 cm nysnö i morse. Snön smälte under dagen och våra våriris lät sig inte bekommas av de få plusgraderna.

Våriris. 31 mars 2012.