Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

Agrivoltaics uppmärksammas av TV4 nyheter

I samband med ett inslag om FN:s vetenskapliga klimatpanels (IPCC) nya alarmerande rapport sände TV4 nyheter även ett inslag om ett pågående forskningsprojekt om “agrivoltaics” som leds av Mälardalens universitet: Unikt svenskt projekt prövas: Solpark testas på lantbruk.

Agrivoltaics går ut på att jordbruk och solelproduktion samsas på samma jordbruksmark. Därmed finns en möjlighet att lösa den konflikt som finns när solcellsparker etableras på jordbruksmark. Jordbrukarna får dessutom dubbla intäkter, från jordbruket och från solelproduktionen, vilket bör vara mycket välkommet för jordbrukarnas ekonomi.

Projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” vid Kärrbo prästgård utanför Västerås är det första forskningsprojektet om agrivoltaics i Sverige. I andra länder är forskning inom agrivoltaics mer intensiv. I exempelvis Tyskland har Fraunhofer ISE publicerat “Agrivoltaics: opportunities for agriculture and the energy transition. A guideline for Germany” i oktober 2020. I denna rapport beskrivs den stora potentialen för agrivoltaics på detta sätt:

“High Potential Evident
Among all approaches of integrated PV, agrivoltaics harbors the greatest potential. Only around four percent of arable land is needed to cover Germany’s current total electricity demand (final energy) on the balance sheet (ca. 500 GWp installed capacity). According to an initial assessment by Fraunhofer ISE, the technical potential of agrivoltaics in Germany alone is around 1700 GWp , based on shade-tolerant crops in category I for the most part. If only ten percent of these 1700 GWp were to be utilized, the current PV capacity in Germany would more than triple. From an energy perspective, the dual use of arable land for crop and energy harvesting is considerably more efficient than just growing plants for energy alone, which presently amounts to 14 percent of the agricultural land in Germany.”

Kombination av vall och solceller. Kärrbo prästgård, Västerås. projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” som leds av Mälardalens högskola.

Solrekord under mars

Med 393 kWh solel under mars blev det nytt rekord för mars för vår solcellsanläggning. Det klart högsta värdet under 2016-2022 för vår utbyggda anläggning på 4,8 kW.

Svenskt rekord för solstrålning i mars

Solstrålningen var hög i Sverige under mars. Vid SMHI:s mätstation i Norrköping var solstrålningen 95,3 kWh/m2, att jämföra med fjolårets 76,2 kWh/m2 och medelvärdet på 72,0 kWh/m2 under perioden 1991-2020. Årets mars i Norrköping hade därmed 33% högre solstrålning än medel för 1991-2020. Det högsta värdet för Norrköping på 101,1 kWh/m2 sedan 1975 är från 2013 då merparten av SMHI:s 17 svenska mätstationer för solstrålning slog rekord.

Stockholm hade 93,4 kWh/m2 under mars, som är nära det högsta värdet på 96,3 kWh/m2 sedan starten 1922, och 37% högre än medelvärdet på 68,1 kWh/m2 under 1991-2020.

I Lund blev det nytt präktigt rekord för mars med 102,1 kWh/m2, 43% högre än medel för 1991-2020. Det tidigare rekordet från 2003 var på 91,2 kWh/m2.

Även Visby med 106,8 kWh/m2 under mars slog nytt rekord, då det tidigare högsta för mars sedan starten 1955 var 104,0 kWh/m2. 43% högre än medel under 1991-2020.

Snäppet högre var Hoburg på Gotlands sydspets med 111,0 kWh/m2, vilket är det högsta uppmätta värdet någonsin under mars för SMHI:s stationer. Hoburg började mäta solstrålning 2013. Karlstad hade det tidigare rekordet med 107,8 kWh/m2 år 1969. I år fick Karlstad nöja sig med 87,9 kWh/m2, vilket är 21% över medelvärdet 1991-2020.

Kanske slogs rekord på flera platser. Kollade inte in flera av mätstationerna.

Ser att flera dagstidningar har en artikel om nya solrekord under mars när det gäller antal soltimmar. Läs inlägget Samband soltimmar och solstrålning? om varför solcellsägare ska använda data för solstrålning (kWh/m2) vid jämförelser mellan olika orter och inte soltimmar.

Diagram och tabell

Nedanstående diagram visar vår solelproduktion per månad sedan starten den 27 november 2015 för vår utbyggda solcellsanläggning.

En tabell med globalstrålning visar uppmätta värden vid SMHI:s mätstationer för solstrålning mot en horisontell yta under 2021. Där kan man även se högsta och minsta uppmätta värden under de år stationerna varit i drift. Det finns ingen färdig tabell för mars 2022 ännu. Därför hämtade jag timdata för globalstrålning från SMHI webbsida “Ladda ner meteorologiska observationer” och räknade ut månadsvärden för mars 2022.

Solelproduktion per månad hemma hos oss sedan starten för den utbyggda solcellsanläggningen 27 november 2015.

Solstrålning i mars föregående år (2021) mot horisontell yta enligt mätningar vid SMHI:s mätstationer. Från SMHI:s webb.

Rekord för solceller 2021 i Sverige

Idag kom statistiken från Energimyndigheten över nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige. Under 2021 installerades 26 541 anläggningar med en total installerad effekt på 503,4 MW, vilket är nya rekord. Det är en ökning med 21% av antal installerade anläggningar under året och 29% av installerad effekt jämfört med 2020. Det visar att vi i genomsnitt installerade lite större anläggningar under 2021. Vi ser att anläggningar över 1 MW effekt ökade från 22 till 60 under 2021 och att de ökade från 9,1% av den installerade effekten under 2020 till 15,1% under 2021. Solcellsparker är med andra ord på frammarsch.

Totalt fanns vid årsskiftet 92 360 anläggningar med en installerad effekt på 1,59 GW. Den installerade effekten per invånare ökade med 45% från 105 W/invånare 2020 till 152 W/invånare 2021.

Hur stor andel av den svenska elproduktionen och elanvändningen som är solel går det inte att få fram exakta uppgifter om eftersom den egenanvända solelen inte mäts på nationell nivå och eftersom vi inte vet i detalj hur den installerade effekten ökade under året. Svenska Kraftnät mäter endast den el som matas in till nätet och statistik för installerad solcellseffekt redovisas av Energimyndigheten bara för 31 december varje år.

Anta att utbytet för de svenska solcellsanläggningarna i runda slängar var i genomsnitt 900 kWh/kW under 2021 och att den installerade effekten i genomsnitt var 1,34 GW under 2021, beräknad som medeltalet av installerade effekt vid utgången av 2020 respektive 2021. Det skulle då ge 1,21 TWh solel under 2021. Den svenska elproduktionen var 165,6 TWh under 2021 och elanvändningen var 140,3 TWh enligt Energiföretagens pressmeddelande ”Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris” från 27 januari.

Vi får då att svensk solel under 2021 svarade för 0,73% av elproduktionen och 0,86% av den svenska elanvändningen. Vi får ta värden med en nypa salt då det finns osäkerheter i de gjorda antagandena, så vi får avrunda till 0,6-0,8% av elproduktionen och 0,8-1,0% av elanvändningen.

Bäst när det gäller solel i Europa är Tyskland med 58,98 GW installerat som svarade för 9,9% av deras elproduktionen under 2021 enligt tyska energy-charts.info. Det gör 703 W/invånare enligt min beräkning, vilket är en ökning från 648 W/invånare under 2020 enligt IEA PVPS rapport ”Trends in photovoltaic applications 2021”. Att tänka på är att solstrålningen på årsbasis är ungefär lika i södra halvan av Sverige som i norra halvan av Tyskland, så det finns en stor potential för ökning av solenergi i Sverige.

Införande av skattereduktion för grön teknik i januari 2021 bidrog till att det inte längre blev någon kö som det gjorde i det tidigare investeringsstödet, vars storlek begränsades av en årlig statlig budget. I nuläget har det som händer i omvärlden gett en rusning efter egen elproduktion både hos privatpersoner och i önskemål från politiker i Europa. Vi kan därför förvänta oss nya rekord för solceller under 2022.

Tabellen är framtagen med hjälp av data från Energimyndighetens statistikdatabas “Nätanslutna solcellsanläggningar“. I diagrammet framgår att den installerade effekten för <20 kW och 20-1000 kW följs åt relativt väl under åren 2016-2021, där <20 kW ökat något mer än 20-1000 kW under 2020-2021.

År Antal anläggningar Installerad effekt (MW) Antal nya anläggningar Ny effekt (MW) Effekt per invånare (W) Effektökning per invånare
2016 10 006 140 14
2017 15 298 231 5 292 91,0 23 63%
2018 25 486 411 10 188 180,1 40 76%
2019 43 944 698 18 458 287,0 68 68%
2020 65 819 1 090 21 875 391,6 105 55%
2021 92 360 1 593 26 541 503,4 152 45%

Totalt installerad effekt för nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige per effektklass och totalt, enligt data från statistikdatabsen Nätanslutna solcellsanläggningar, Energimyndigheten.

Proposition Nettoproducent slipper nätavgift för inmatning

Från tidigare lagrådsremiss har regeringen vidare med en proposition från den 17 mars om “Genomförande av elmarknadsdirektivet när det gäller nätverksamhet“. Regeringen skriver att “Elanvändare ska i vissa fall kunna ansluta mikroproduktionsanläggningar till elnätet utan att betala någon avgift till nätföretaget.” och “En mikroproducent ska kunna undantas från nätavgiften för inmatning utan att vara nettoanvändare av el”. En hake med dessa formuleringar är att mikroproduktion saknar en entydig definition.

I propositionen klargörs vad man menar:

11 § En elanvändare som har ett abonnemang för en säkring om högst
63 ampere ska inte betala någon avgift för att ansluta en produktionsanläggning som
1. producerar el vars inmatning kan ske med en effekt om högst
43,5 kilowatt, och
2. ansluts
a) där en anläggning för användning av el redan är ansluten, och
b) med en effekt som inte överstiger uttagsabonnemangets effekt.

38 § Trots 26–37 §§ ska en elanvändare som har ett abonnemang för en säkring
om högst 63 ampere och producerar el som kan matas in med en effekt om högst
43,5 kilowatt inte betala någon avgift för inmatningen.

Det betyder att småhusägare kan fylla sina tak med solceller utan att behöva tänka på risken att bli nettoproducent och att därmed behöva betala en årlig avgift till nätägaren för inmatningsabonnemanget, om lagförslaget går igenom. Äntligen får vi säga. Frågan har varit under diskussion i flera år och bra att man nu kommer till skott. Med tanke på framtida ökad elanvändning i Sverige kommer vi att behöva ny elproduktion och vi bör underlätta för alla husägare att genom egna solcellsinstallationer bidra till detta.

Lagändringarna föreslås träda i kraft den 1 juli 2022. Det framgår inte när omröstning sker i riksdagen om propositionen, men det bör bara vara en formsak.

PS 2022-04-06. Gjorde tillägg av lagförslaget angående avgift för inmatningsabonnemang, som innebär att man inte behöver vara nettoanvändare av el för att slippa denna avgift.

10% solel i svensk elmix 2022 under bästa timmen

Skrev ”Om några år 10% solel i svensk elmix under bästa timmen” i januari 2020. Visar sig att det bör ske under 2022. Från att svensk solel för låt säga fem år sedan var tämligen osynlig börjar den nu göra avtryck i landets elstatistik, vilket visar att svensk solel är på stark frammarsch.

Under 2021 matades 0,640 TWh solel in till nätet enligt Svenska Kraftnäts elstatistik, se fördelning per månad jämfört med åren 2016-2019 i nedanstående diagram. Det är en ökning med 40% jämfört med föregående år. Den bästa timmen kl. 11-12 den 30 maj svarade solel för 5,42% av den el som matades in till nätet och timmen kl. 12-13 den 25 juli svarade inmatad solel till nätet för 5,90% av den totala elanvändningen i Sverige.

En knepighet är dock att en avsevärd andel av den solel som produceras i Sverige är egenanvänd av solcellsägarna. Den egenanvända solelen matas inte in till nätet och därmed saknas den i Svenska Kraftnäts statistik. Det finns inget exakt värde på hur mycket solel som är egenanvänd i Sverige. I projektet ”Utvärdering av egenanvändning av solel i Sverige” samlade vi (Mälardalens högskola, HESAB, Tekniska Verken Linköping Nät och Vattenfall med ekonomiskt stöd från Energimyndigheten) in data från 930 anläggningar, däribland från denna bloggs läsare. Av dessa var 419 användbara när det gäller beräkning av egenanvändning på helårsbasis för 2018. Egenanvändningen var 35,9% i genomsnitt under 2018. För 359 anläggningar under 20 kW var den 35,5% och för 60 anläggningar i intervallet 20-1000 kW var den 40,7%.

Under 2021 närmade sig antalet solcellsanläggningar gissningsvis 100 000 i Sverige och det är därför ett frågetecken hur representativa resultaten för egenanvändning från 2018 är. Under senare år har tillkommit en del solcellsparker där all el matas in till nätet och storleken på småhusanläggningar har ökat med minskad egenanvändning som följd. Men låt oss anta att egenanvändningen är i genomsnitt 30-40%. Det skulle då innebära att under timmen med högst andel solel skulle den motsvara 7,7-9,0% av Sveriges elproduktion respektive 8,4-9,8% av Sveriges totala elanvändning under 2021.

I ett diagram här nedan visas utvecklingen av andel solel som matas in till nätet för åren 2017-2021. Med samma utveckling som under 2021, motsvarande en ökning med ca 40%, kommer andelen solel inmatad till nätet att under 2022 svara för 7,1% av Sveriges elproduktionen respektive 7,6% av den svenska elanvändningen den timme det är högst andel solel. Antaget en egenanvändning på 30-40% bör därmed 10% passeras under 2022 både vad gäller Sveriges elproduktion och total elanvändning under timmen med högst andel solel. En tjusig milstolpe i sådana fall.

I ett varaktighetsdiagram här nedan visas hur många timmar solel inmatad till nätet är över en viss andel av Sveriges elproduktion. Under 100 timmar svarade inmatad solel för minst 3,6% av Sveriges elproduktion och under 1000 timmar var det minst 1,59% inmatad solel i Sveriges elproduktion 2021.

Vi är visserligen en bra bit efter Tyskland där solel svarade för 9,9% av 2021 års elproduktion enligt nedanstående diagram, men solel är på stark frammarsch i Sverige och knappar in något på Tyskland vad gäller installerad solcellseffekt per invånare.

Förbättrad statistik önskas

I pressmeddelandet ”Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris” anger Energiföretagen att “Solkraften uppskattas år 2021 till 1,5 TWh…”. Med tanke på att 0,64 TWh matades in till nätet under 2021 enligt Svenska Kraftnäts elstatistik skulle det krävas en egenanvändning på 57% för att den totala solelproduktionen skulle vara 1,5 TWh. Det är en orimligt hög egenanvändning enligt ovan nämnda studie och det känns besvärande att inte ens branschorganisationen Energiföretagen vet hur mycket solel som produceras i Sverige.

Antaget en egenanvändning på 30%-40% var den svenska solelproduktionen 1,0±0,1 TWh under 2021. 1 TWh motsvarar 0,6% av den svenska elproduktionen under 2021 som var 165,6 TWh och 0,7% av Sveriges elanvändning som var 140,3 TWh, med hänsyn tagen till 25,3 TWh nettoexport, enligt Energiföretagens pressmeddelande.

Man ser ibland nämnas att vi har 1% solel i svenska elmixen, men det verkar som att vi inte nått dit än.

  • Det är önskvärt att en metod tas fram för att bättre uppskatta total egenanvänd solel i Sverige för att veta med bättre noggrannhet hur mycket solel som produceras i Sverige.
  • Ett alternativ skulle vara ta fram statistik för specifika energiutbytet för solcellsanläggningar i form av kWh/kW per år och att med hjälp av installerad effekt uppskatta svensk solelproduktion.

    Men där blir osäkerheten idag än större då statistik för installerad effekt bara tas fram en gång per år, vilket gör att det inte framgår hur den installerade effekten förändras under året. I Storbritannien finns öppen statistik för installerad effekt per månad, något för Sverige att ta efter.

    Dessutom finns osäkerheter i hur stort det specifika energiutbytet är i genomsnitt eftersom ingen nationell insamling görs av sådana data, då de för det mesta ligger bakom elmätaren. En vägledning ger examensarbetet “Photovoltaic system yield evaluation in Sweden: A performance review of PV systems in Sweden 2017-2018” av Eric Schelin, där jag var handledare, men det skulle behövas en uppdaterad studie av det specifika energiutbytet för svenska solcellsanläggningar.

Klicka på nedanstående diagram för att se dem i större skala.

Solel inmatad till elnätet i Sverige per månad under åren 2016-2021. Data från Svenska Kraftnäts elstatistik och Mimer.

Andel solel inmatad till nätet i Sverige under årets högsta timme under åren 2017-2021. Bearbetade data från Svenska Kraftnäts elstatistik.

Antal timmar överstigande viss andel solel av Sveriges totala elproduktion under åren 2017-2021. Beaarbetade data från Svenska Kraftnäts elstatistik.

Andel solel av Tysklands elproduktion per år. Källa: Energy-Charts från Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE.

Nettoproducent slipper nätavgift för inmatning – nytt lagförslag

Regeringen publicerade den 28 december 2021 “Genomförande av elmarknadsdirektivet när det gäller nätverksamhet” bland annat detta förslag till lagändring i en lagrådsremiss.

” Kravet på att en mikroproducent ska vara nettoanvändare av el för att
undantas från nätavgiften för inmatning av el på elnätet ska utgå.

Regeringens förslag: En mikroproducent ska kunna undantas från
nätavgiften för inmatning utan att vara nettoanvändare av el.”

På s 396 i lagrådsremissen i bilaga 8 som innehåller “Förslag till elmarknadslag” förklaras vad man menar med mikroproducent, som inte har någon entydig definition i lagtexterna då en annan gräns gäller för skattereduktion för överskottsel som matas in till nätet.

“22 § 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”

Det var en välkommen nyhet, där lagändringarna föreslås börja gälla 1 juli 2022. Det betyder att småhusägare kan fylla sina tak med solceller utan att behöva tänka på risken att bli nettoproducent och att därmed behöva betala en årlig avgift till nätägaren för inmatningsabonnemanget, om lagförslaget går igenom.

Solel i Sverige passerade 1 TWh under 2021

2021 var sannolikt första året som mer än 1 TWh solel producerades i Sverige. En milstolpe för solenergi i Sverige.

I nyheten Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris anger Energiföretagen att “Solkraften uppskattas år 2021 till 1,5 TWh, en ökning med 38 procent jämfört med år 2020 då den gav 1,1 TWh.”.

Tror dock att Energiföretagen överskattar solelproduktionen. Enligt Energimyndighetens officiella statistik var 1 090 MW nätanslutna solcellsanläggningar installerade vid slutet av 2020 och 698 MW vid början av året. Medelvärdet av dessa ger ett snitt på 894 MW under 2020, vilket i och för sig är ett förenklat antagande men rimligen betydligt bättre än att utgå från installerad effekt vid årets slut.

Antaget en årlig solelproduktion på ca 900 kWh/kW i genomsnitt blir det ca 0,8 TWh solel under 2020 vilket är 27% mindre än de 1,1 TWh Energiföretagen anger för år 2020. Jag tror att Energiföretagen för 2020 utgått från 1090 MW vid årets slut och antaget ett årligt utbyte på 1000 kWh/kW, vilket sannolikt är ett för högt värde enligt ett examensarbete vid MDH 2019 där utbytet för ett tusental solcellsanläggningar under 2017-2018 studerades. Examensarbetet “PHOTOVOLTAIC SYSTEM YIELD EVALUATION IN SWEDEN: A performance review of PV systems in Sweden 2017-2018” av Eric Schelin, där jag var handledare, kan laddas ner från Diva.

Med en ökning av installerad effekt på minst 25% under fjolåret bör 2021 vara det första året då mer än 1 TWh solel producerades i Sverige. Den officiella statistiken för installerad solcellseffekt under 2021 kommer att publiceras under våren av Energimyndigheten och då kommer vi att veta bättre.

Biträdande universitetslektor inom solenergi sökes till Mälardalens Universitet

Vill du jobba med solenergi på Mälardalens högskola, som blir Mälardalens Universitet från 1 januari 2022? Vi söker en biträdande lektor inom solenergi.

Sista ansökningsdag är 30 december 2021.

Läs mer: Biträdande universitetslektor inom solenergi för hållbara energisystem

Kombination av vall och solceller. Kärrbo prästgård, Västerås. projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” som leds av Mälardalens högskola.