Klicka på länk här nedan för att se denna digitala utställning vid Mälardalens universitet (MDU) där Jinyue Yan och jag som forskar inom framtidens energi deltar.
Framtidens energi genom ForskarFönster – Universitetsbibliotekets utställning om MDU:s forskning
Med Solsken i blick
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.
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.
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.
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.
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.”.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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).
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
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.