Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

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.

Solceller, elbil och egen laddbox

Här kommer en artikel från gästskribenten Carl Ponnert, från laddsmart.se, som reder ut om det går att ladda en elbil med enbart solel. Det är för de flesta ännu ett framtidsscenario men som kommer att bli en allt vanligare frågeställning i en snar framtid för många.

Har man ett engagemang för klimat och hållbarhet ställs man förr eller senare inför denna fråga: Hur kan solcellerna samarbeta med elbilen? Båda teknikerna är kloka val som nu snabbt också blir ekonomiskt fördelaktiga, men hur går de att kombinera? Här går vi igenom vad som är möjligt och vad som krävs för att det ska fungera.

Idén är mycket tilltalande: Om man kunde fånga in solens strålar med sin egna solceller och föra över energin till sin egen elbil – då är man ju ett steg närmare drömmen om självförsörjning för bilen. Det kan även vara smart rent ekonomiskt: Solenergin som du använder själv ger en större besparing per kWh än intäkten du får för varje kWh som du säljer till marknaden.

Kan man ladda elbilen med el från solceller?

Ja, det kan man, men det här området är lite mer komplicerat än vad man kanske skulle kunna tro. Det är inte säkert att man bara kan dra en kabel från solcellerna till elbilen.

Den första komplikationen är att solen typiskt sett inte skiner när man vill ladda bilen. Det vanligaste för den som har både solceller och elbil är därför att man förvisso laddar elbilen med sin egen solenergi när detta är möjligt, men under övrig tid säljer man sin solenergi till elnätet under soliga dagar, och så köper man el nattetid för att ladda elbilen.

Och det är nog en helt okej lösning för de flesta, men om man verkligen vill vara säker på att ladda elbilen med sin egenproducerade solenergi, finns det ändå några olika lösningar att välja på.

Mellanlagra solenergin i ett solcellsbatteri

Om du verkligen vill använda elen som solcellerna skapar på dagen till att tanka elbilen på natten, då behöver du lagra energin någonstans under mellantiden. Ett sätt är att koppla ett solcellsbatteri till solcellerna. Då laddas solcellsbatteriet när solen skiner, och sedan laddas det ur när elbilen är inkopplad.

Gott så, men med den här lösningen vet du ändå inte säkert att elen från solcellsbatteriet verkligen går till elbilen. Den kommer även att gå in i hushållets övriga behov under tiden som bilen laddas. De övriga behoven kan förvisso vara ganska begränsade nattetid, men det kanske ändå inte är helt perfekt.

Lägg till en smart laddbox

Vill du försäkra dig om att solenergin verkligen går till elbilen, behöver du även koppla in en smart laddbox. Då kan laddboxens inbyggda intelligens se till så att solcellsbatteriet laddas ur enbart till elbilen. Elbilen behöver visserligen rätt stor effekt för att laddas snabbt, och batterier som klarar stora effektuttag kostar en del. Men man måste ju inte ladda elbilen med 22 kW, som är maxvärdet för normala trefas laddboxar för hemmabruk. Har man hela kvällen och natten på sig, eller kanske till och med flera nätter mellan körningarna, då går det jättebra även med lägre effekt. Även med 9 kW laddningseffekt, vilket är en mer rimlig siffra för laddning med vanlig hushållsel i trefas, tar det till exempel 6 timmar att “tanka” 54 kWh. Det motsvarar åtminstone 25 mils körning, och för mindre bilar räcker det till full tank.

Ladda bilen när solen skiner

Om både du och bilen har möjlighet att vara hemma under dagtid, kan du ställa in laddboxen så att elen från solcellerna går direkt till laddningen av elbilen utan mellanlagring. Om solen inte skiner varje dag är det i sig inget problem, då är det bara att koppla in elnätet och ladda med köpe-el. Däremot finns det ytterligare ett problem för den som helt säkert vill mata elbilen från solcellerna – se nästa avsnitt om trefas respektive enfas.

Solcellernas trefas till bilens enfas

Solcellernas växelriktare levererar ström i tre faser, men det är inte alla elbilar som kan ta emot laddning i tre faser. I fallet enfasladdning kommer strömmen i två av solcellernas faser att skickas in i elnätet och säljas på elmarknaden, i stället för att gå in i din elbil. Dessutom kan det hända att laddboxen vill ha mer ström än vad solcellerna producerar, för att leverera sin maxeffekt (kan undvikas genom att man ställer in en lägre effekt i laddboxen). Då kommer du att köpa el från elnätet för att fylla på i den fasen – samtidigt som du säljer el i de andra två faserna. Resultatet är då i praktiken att du säljer din el och köper tillbaka den i samma sekund, efter diverse avgifter och påslag.

Lösningen på den problematiken har vi redan antytt: Du måste ha en bil som kan laddas med trefas. I nuläget har bara en handfull modeller den tekniken, men fler är på ingång och när du läser detta kan situationen ha förändrats. För att veta om just din elbil kan laddas med trefas kan du leta i handboken eller fråga din bilhandlare.

Glöm inte skatteavdragen – det finns flera

Du kanske redan vet det, men det är värt att påminna om: Du kan få en skattereduktion för var och en av delarna i det system som vi skissade på ovan: solcellerna, solcellsbatteriet och den smarta laddboxen. Det är skattereduktionen för Grön teknik som gäller för alla tre, och skattereduktionen gäller kostnader för arbete och material upp till 50 000 kronor per år och person. Inget hindrar förstås att du delar upp arbetet över flera år och tar en del av systemet i taget. Skatteavdraget fungerar på liknande sätt som med rot och rut, du får alltså avdraget direkt på fakturan från företaget som utför installationen (din utförare). Företaget begär sedan utbetalning från Skatteverket.

Laddboxar som fungerar väl med solceller

Zappi V2

Zappi V2 är den okrönte kungen bland laddboxarna för dig med solceller. Detta då den är specialanpassad för solceller. Den här laddboxen kan nämligen optimera laddningen av elbilen och välja egenproducerad el från solceller (eller ett vindkraftverk) när det är möjligt. Den kan även lägga ihop el från solcellerna med hushållets el upp till maxeffekten och på så sätt faktiskt åstadkomma laddning upp till 22 kW, vilket är det högsta som går att få i en normal laddbox för hemmiljö, men som elsystemet hemma sällan kan leverera. Laddboxen kan skötas från en smart app i mobilen.

Easee Home

Easee Home är en norsktillverkad laddbox som har funktioner för att kunna samarbeta med solceller. Precis som laddboxen ovan har den max laddningseffekt på 22 kW, uppkoppling via WiFi eller 4G, och en smart app i mobilen.

 

 

 

Evenemang Solkraft + Jordbruk = Dubbel nytta, 2 november

Bland föreläsarna är Pietro Campana och Bengt Stridh från Mälardalens högskola. Potentialen för “agrivoltaics”, där solceller och odling samsas på samma jordbruksmark är mycket stor i Sverige, även om bara en liten del av jordbruksmarken utnyttjas.

Anmäl dig till evenemanget Solkraft + Jordbruk = Dubbel nytta Om Agri-PV i Sverige.här.

Diagrammet visar hur mycket solel som skulle kunna produceras på olika typer av jordbruksmarker i Sverige om dessa utnyttjades till ”agrivoltaics” med kombinerat jordbruk och solelproduktion, jämfört med Sveriges årliga elanvändning 2017-2019.

Workshop Solcellsparker, dubbelsidiga solcellsmoduler och utvärdering av solcellssystem 20 oktober

Vi som är som svenska representanter i IEA PVPS Task 13 “Performance & Reliability” anordnar en workshop med titeln “Solcellsparker, dubbelsidiga solcellsmoduler och utvärdering av solcellssystem” den 20 oktober kl. 10-14. Det finns möjligheter att delta både på plats och digitalt. Anmäl dig här, där du även hittar ett program.

Projektledare Pietro Campana, docent vid Mälardalens högskola, är lycklig över den färdiga installationen av Sveriges första “agrivoltaics”. Kärrbo Prästgård 2021-04-29.

Digitalt exjobbsevent vid Mälardalens högskola 25 oktober

Tipsade Svensk Solenergi som nappade på det digitala exjobbseventet som Mälardalens högskola håller 25 oktober:

“Vill ni marknadsföra er ytterligare och knyta personliga kontakter med studenterna anmäl er till att medverka i vårt digitala exjobbsevent med matchmaking. Då får ni möjlighet att presentera er verksamhet och exjobbet/exjobben samt möta studenterna i mindre grupper.”

Samtidigt lanserar MDH en digital exjobbssidan där man kan profilera sin verksamhet och bjuda in studenterna till dialog om exjobb. Exjobb om solenergi brukar gå åt som smör i solsken och jag har redan fått förfrågningar från studenter som vill göra exjobb om solceller till våren.

Läs mer om Exjobbsdagar 2021 på MDH:s webb.

Från 1 januari kommer vi att heta Mälardalens Universitet (MDU).

Behövs samma antal solcellsmoduler i parallella strängar?

Kom en fråga i forumet om man kan ha 14 solcellsmoduler i en sträng och 16 moduler i en annan, parallell sträng kopplad till samma MPPT (maxeffektföljare)?

Ja, det är möjligt om effekten ligger inom växelriktarens arbetsområde, men det är inte optimalt om man har en strängväxelriktare blir det korta svaret.

När en sträng ansluts till en växelriktares MPPT försöker växelriktaren hitta den punkt på spänning-ström-kurvan som ger högst effekt. Effekten ges av strömmen multiplicerat med spänningen. Strömmen blir densamma oavsett antalet moduler i en sträng. Däremot kommer spänningen att bero på antal moduler, där varje ny modul i strängen ger en ökad spänning. En sträng med 16 moduler kommer därmed att ge 14% högre spänning och effekt än en sträng med 14 moduler.

Diagrammet visar var maxeffektpunkterna ligger för en enskild oskuggad sträng med 14 respektive 16 moduler vid STC (Standard Test Conditions, solinstrålning 1000 W/m2 mot modulplanet och solcelltemperatur 25°C). Jag använde data för en 325 W modul med Imp = 9,68 A, Vmp = 33,6 V, Isc = 10,2 A och Voc = 41,1 V. Värdena spelar mindre roll utan det visar principen att maxeffektpunkten ligger på olika spänningar om man har 14 respektive 16 moduler. Om man ansluter dessa två strängar till samma MPPT måste växelriktaren välja en arbetsspänning och därför kan det inte bli en optimerad spänning för båda strängarna. Det gör att anläggningen kommer att producera lägre effekt än vad som är summan av möjlig effekt om strängarna vore anslutna till varsin MPPT.

Om man nödvändigtvis vill ha olika antal moduler i strängarna kan det lösas genom att

  • Ansluta strängarna till två olika MPPT.
  • Använda optimerare på modulerna. Det är då möjligt att ha olika antal moduler och orientering i parallella strängar.
  • Använda mikroväxelriktare som sätts på varje modul.

Ström-spänning-kurvor för strängar med 14 solcellsmoduler  (sträng 1) respektive 16 solcellsmoduler (sträng 2) vid STC (Standard Test Conditions). Mp1 och Mp2 markerar maxeffektpunkterna för de olika strängarna om de skulle vara anslutna till varsin MPPT (maxeffektföljare). Isc är kortslutningsströmmen och Voc spänningen för öppen krets.

Är risk för fel på solcellsmoduler skäl att ha optimerare?

Det kom en fråga i forumet om hur vet man att en solcellsmodul i drift ger den effekt man kan förvänta sig och om det är skäl att ha optimerare, för att lättare kunna upptäcka modulfel.

Det bör först konstateras att det är relativt ovanligt att det blir fel på en solcellsmodul i drift. Om det blir ett fel är det troligaste att en bypassdiod går sönder och kortsluts. Om en modul har tre bypassdioder tappar man då en tredjedel av den defekta modulens effekt och spänning. Om man som i frågeställarens fall har 24 moduler betyder det att man tappar 1/72 = 1,4% av systemets effekt. Förändringen i effekt och spänning är så liten att den kan vara svår att upptäcka i system utan optimerare.

Om man av någon anledning skulle tappa produktionen från en hel modul ger det en signifikant lägre strängspänning eftersom man då tappar ca 40-45 V, vilket bör gå att detektera som ett fel i den strängen även utan optimerare. Om man tar två strängar som är anslutna till olika MPPT (maxeffektföljare) i växelriktaren kommer strängarna att ge signifikant olika effekt, vilket också bör gå att detektera som ett strängfel även utan optimerare.

För att identifiera vilken modul som det blivit fel på behöver man mäta på varje modul för sig. Ur den synvinkeln är den felande modulen lättare att identifiera i ett system med optimerare.

Hur påverkar ett modulfel intäkterna?

Låt säga att det är moduler med en effekt på 400 W. Med 24 moduler blir den installerade effekten 9,6 kW. Om det årliga utbytet är i genomsnitt 900 kWh/kW blir den årliga solelproduktionen 8 640 kWh. Med ovanstående fel på en bypassdiod gör det att man tappar 120 kWh/år. Merparten av denna förlorade solel lär för en småhusägare vara ett överskott som matas in till nätet. Anta att värdet på detta överskott är ca 1 kr/kWh, om man har skattereduktionen på 60 öre/kWh för överskottsel. Man förlorar därmed ca 120 kr/år.

Hur stor den totala ekonomiska förlusten blir under systemets livslängd beror på när i tiden felet inträffar. Om felet inträffar långt fram i tiden finns en osäkerhet i om skattereduktionen för överskottsel finns kvar på nuvarande nivå och värdet av den förlorade solelen kan därmed bli lägre än idag.

Ger system med optimerare en högre solelproduktion?

Med optimerare skulle man själv lätt kunna upptäcka ett fel med en defekt bypassdiod enligt ovan. Men det innebär också en högre investeringskostnad och många flera komponenter samt kontakter i systemet som ökar risken för framtida komponent- eller kontaktfel. För oskuggade solcellssystem ger optimerare rimligen marginella skillnader i solelproduktionen. SolarEdge optimerare, som är de vanligaste, har en viktad verkningsgrad på 98,8%. Man förlorar alltså 1,2% av effekten i optimerare, som i teorin mer eller mindre kan kompenseras av minskade mismatchförluster mellan modulerna.

I den danska studien ”The Impact of Optimizers for PV-Modules” från 2019, där man jämförde solcellssystem med och utan optimerare visade mätningarna att solcellssystem utan optimerare gav ett något högre utbyte än system med optimerare, trots att systemet med optimerare enligt specifikationer av växelriktarnas och optimerarnas verkningsgrad hade 1,1 procentenheter högre verkningsgrad. Den danska studiens slutsats blev att system med optimerare ger ett högre utbyte endast i fall då en eller flera solcellsmoduler är helt skuggade under en stor del av dagen eller om modulerna i en sträng har olika orientering. Dessa situationer kan vanligen undvikas genom en lämplig layout av systemet.

Slutsats

Slutsatsen blir att välja optimerare för att lättare kunna upptäcka modulfel är ett svagt skäl för att välja optimerare.

Solel ger tio gånger större skörd än energiskog

Debattartikel i Land 29 juni: “Solel ger tio gånger större skörd än energiskog“.

Yteffektivitet

Här är mina uppskattningar av yteffektivitet i form av producerad energi per kvadratmeter. “Agrivoltaics” innebär att man kombinerar solceller och odling på samma mark, se bildexempel här nedan.

Produktionsmetod​ Energi (kWh/m2)​ Antaganden / Referens
Solcellsmoduler som följer takets lutning​​ 180-200​ 900-1000 kWh/kW,år.
Modulverkningsgrad 20%.
Solcellspark 60-70 1,5 ha/MW​.
900-1100 kWh/kW,år​
”Agrivoltaics”​ 29-48 2,1-3,1 ha/MW. Vertikala rader, 8-12 m radavstånd, två vertikala 400 W moduler på höjden, Next2Sun e-post 2021-06-09​.
900-1000 kWh/kW,år​​
Energiskog (brutto) 5-7 Mats Areskoug (2006). Miljöfysik. Energi för hållbar utveckling.​
Svensk skogs-tillväxt, genomsnitt för landet (brutto)​ ca 1,2 Skogstillväxt 115 miljoner m3. Produktiv skogsmark ca 23,6 miljoner hektar. Energilagring i genomsnitt ca 2400 kWh/m3. Egen beräkning med data från SLU Skogsdata 2021 och Jan-Erik Liss (2005), Brännved – energiinnehåll i några olika trädslag. ​​

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