Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

Solcellerna slog rekord!

Hade för mig att väderprognosen spådde mulet väder idag, men så blev det inte alls. Det blev en härligt fin och solig dag. Solcellerna gick på högvarv och passerade drömgränsen 20 kWh. Det blev finfina 20,32 kWh idag. Det gamla rekordet var på 18,93 kWh från 20 maj. Undrans hur mycket det kommer att bli som mest under en dag i år? Det är 3,5 veckor kvar till sommarsolståndet den 21 juni, så en bit högre än dagens värde ska det kunna bli.

I kurvan här nedan för solcellseffekt ser man att vi fortfarande tappar en del under morgon och kväll på grund av skuggning från omgivande träd. Den högsta medeleffekten var under 5-minutersperioden mellan 11.55 och 12.00, då det var 2952 W. Effekten borde vara som högst kl 13, men då var modultemperaturen 14 grader högre än kl 12 och med högre temperatur sjunker solcellernas effekt. Effekten sjunker 0,3% per grad för våra moduler.

En anledning till den lägre modultemperaturen skulle kunna vara att det vara mera vind kl 12, som gjorde att mera värme fördes bort från modulerna och att temperaturen därmed blev lägre. Den högsta modultemperaturen var mellan 13.55 och 14.00, då det var 50 grader enligt termoelementet på baksidan av en av modulerna.

Solcellseffekt 26 maj 2011.

Solcellseffekt 26 maj 2011.

Modultemperatur 26 maj 2011.

Modultemperatur 26 maj 2011.

Blir vi ett plushus under maj? II

Nej, som jag förutspådde den 16 maj blir vi inte det. I dagsläget har vi köpt ca 300 kWh el (glömde läsa av elmätaren vid månadsskiftet) och matat in ca 220 kWh till nätet. Nettot blir alltså ca 80 kWh hittills. De tre närmaste dagarna förutspås rätt mulet så då går vi nog plus minus noll. De tre sista dagarna under månaden ska bli soliga säger prognosen och då kommer vi att generera mera solel än vad vi behöver köpa el.

Vi har producerat 360 kWh solel hittills under månaden och vi hamnar nog mellan 440 och 450 kWh för månaden. Bästa dagen hittills i år har gett 18,93 kWh solel. Väntar på att nå drömgränsen 20 kWh…

Producerad solel per dygn hittills under 2011.

Producerad solel per dygn hittills under 2011.

Nya all-time high

7-9 maj var soliga dagar som gav 18,56, 18,61 respektive 18,53 kWh, där det blev all-time high två dagar på raken. Undrans när det blir första dagen över 20 kWh?

Forsätter maj som hittills når vi 450 kWh under månaden och därmed skulle vi producera ungefär lika mycket solel som månadsgenomsnittet för köpt el under maj åren 2007-2010.

Hittills kan vi känna oss väldigt nöjda med vår solcellsanläggning. Den tuffar på utan minsta problem och det är det som är det fina med en solcellsanläggning, behovet av underhåll är minimalt…

Producerad solel per dygn under 2011.

Producerad solel per dygn under 2011.

Hur varma blir solceller?

Det som inte blir till el i solcellen blir till värme. Värmen leds från solcellerna genom modulen och förs bort från modulens ytterytor genom värmestrålning och konvektion (luftrörelser). Hur varm solcellen blir beror på hur väl solvärmen förs bort och det beror exempelvis på

  • hur stor solinstrålningen är
  • modulens uppbyggnad där värmeledningsförmågan i det material som omger solcellen spelar roll. Termografering har visat att solcelltemperaturen är högst där modulbaksidans kopplingsbox sitter.
  • lufttemperatur, lägre omgivningstemperatur ökar bortförseln av värme från modulytan
  • vindhastighet, ökad vind förbättrar borttransporten av värme genom konvektion
  • montering, dikt an mot ett tak ger sämre luftcirkulation på modulens baksida och bortförsel av värme än om man monterar med en luftspalt mot taket.

Igår var det bortåt 25 grader i luften och då var temperaturen mätt på en solcellsmoduls baksida som mest hela 56 grader. Temperaturen mäts med hjälp av en PT100 temperatursensor som är limmad på baksidan av en modul. Solcellernas temperatur i modulen är nog 2-3 grader varmare än vad sensorn visar, åtminstone har en sådan temperaturskillnad angetts i litteraturen.  

Den nominella toppeffekten (märkeffekten) för en solcellsmodul mäts vid 25 graders solcellstemperatur. Om solcellernas temperatur ökar kommer effekten att sjunka på grund av modulspänningen sjunker medan modulströmmen endast ökar obetydligt. Våra solcellsmoduler har en för kiselbaserade moduler låg temperaturkoefficient på 0,3%/°C. Vid 60 graders solcelltemperatur blir toppeffekten (60-25)*0,3= 10,5% lägre än den nominella.

På grund av den relativt höga lufttemperaturen sommartid kan man därmed aldrig uppnå modulernas nominella toppeffekt sommartid.

Temperatur på baksidan av solcellsmodul. 10 maj 2011.

Temperatur på baksidan av solcellsmodul. 10 maj 2011.

Jämförelse av fem solcellsanläggningar

I figuren nedan har lagt in solelproduktion i form av kWh solel per installerad kW för fem olika anläggningar. På det viset kan man jämföra data från olika anläggningar. De jag har jämfört är

  • 3 kW anläggning på ABB Corporate Research, Västerås, som togs i drift i maj 2005. 40 graders lutning mot horisontalplanet och orientering 5 grader mot sydost (korrigerat värde 2011-11-24).
  • 10 kW anläggning i Finnängen utanför Linköping som togs i drift 2010. 27 graders lutning och orientering 16 grader mot sydväst. Det är Andreas Molin som delat med sig av driftdata.
  • 10,08 kW anläggning på KTH som togs i drift 2010. 42 graders lutning. Den anläggningen har likadana växelriktare som vi har, Sunny Boy 3000 TL och den har också 3,36 kW per växelriktare.
  • Vår 3,36 kW anläggning som togs i drift 28 oktober 2010. 27 graders lutning. Brukar säga att taket är vänt rakt mot söder. När jag kollade med en kompass idag visade det sig att det är orienterat 5 grader mot sydost, men det är så liten avvikelse att det inte påverkar årsproduktionen.
  • Tillägg 9/5. 12,96 kW anläggning på Bua kyrka norr om Varberg som togs i drift oktober 2009. 45 graders lutning och orientering 35 grader mot väster. Taket är skuggfritt och kyrkan ligger på en halvö bara någon kilometer från havet, vilket ger soligt väder. Data kommer från Soldata.se.

Det visar sig att vi och Finnängen är otroligt lika. KTH-anläggningen är outstanding hittills (tillsammans med Bua kyrka), men så sitter den också oskuggat. KTH bör passera 1000 kWh/kW, vilket är riktigt bra. Vi får vara väldigt nöjda om vi passerar 900 kWh/kW, viket är mera än vad jag räknat med på grund av vår beskuggning morgon och kväll samt att vi teoretiskt tappar 2% i årsproduktion på grund av att vår taklutning är lägre än den optimala 41 grader.

Jämförelse av solelproduktion för fem olika solcellsanläggningar.

Jämförelse av solelproduktion för fem olika solcellsanläggningar.

Solelproduktion April – Summering

Fick timdata för uttag från elnätet (branschspråk för den el vi köpt) och inmatning av överskott av el från våra solceller till elnätet för april från Per Holmquist, Vattenfall. Med hjälp av dem och data från solcellsanläggningen gjorde jag en sammanställning tillsammans med en jämförelse för november 2010-mars 2011.

57% av vår producerade solel under april matades in på nätet. Den el vi matar in till nätet säljer vi till Nord Pool spotpris per timme via Bixia.

17% av månadens timmar var vi självförsörjande på el. Under de soliga dagarna i slutet av månaden var det 7-9 timmar mitt på dagen som vi var självförsörjande.

Under april köpte vi 674 kWh el till vårt hus (163 m2 boyta) och separat förråd (50 m2 uppvärmd yta till 7-8°), vilket är det lägsta värdet sedan vi flyttade hit oktober 2006. Under 2007-2010 köpte vi 737-1068 kWh under april  månad. Solcellerna gav i år ett nettotillskott under april på 154 kWh. Utan solcellerna hade det alltså blivit 829 kWh köpt el. Dessutom matade vi in 208 kWh till nätet, vilket gör att vårt köpnetto var 466 kWh. Vad den imatade och sålda elen är värd får vi se när utbetalningen kommer från Bixia.

Det är för övrigt inlägg 150, litet jubileum!

Sammanställning april

Sammanställning april

*  Korrigerat värde.

Producerad solel per dag under april.

Producerad solel per dag under april.

Producerad solel per timme under april.

Producerad solel per timme under april.

Kan solel påverka nätspänningen?

En farhåga vad gäller solcellsanläggningar är att om man matar in solel till nätet skulle nätspänningen kunna höjas. Om det skulle kunna ge några direkta problem för nätet eller andra abonnenter är en fråga som jag tror att andra kan belysa bättre. Man får dock komma ihåg att om nätspänningen blir högre än 244 V under en minut eller över 264 V under 0,2 sekunder ska växelriktare sluta leverera el om den är rätt konfigurerad, se inlägg från 10 februari.

Vårt hus är det sista på elnätet ute på landsbygden och vi matar in förhållandevis mycket av vår solel till nätet. Därför borde vi vara ett bra testfall för att se hur nätspänningen påverkas.

I diagrammet nedan har jag ritat upp nätspänningen för den fas där växelriktaren är inkopplad under några olika dagar i slutet av april med hög solelproduktion (nätspänningen loggas bara då växelriktaren är aktiv, därför finns inga nattvärden). Jag valde dagarna 23, 24, 25, 27 och 28 april som är de dagar vi har producerat som mest solel i år (17,04 – 18,25 kWh per dag) och därmed haft en hög toppeffekt mitt på dagen (2760-2955 Watt). Man kan därför även anta att dessa dagar har haft hög inmatning av el till nätet (väntar på värdena för april från Vattenfall). Som jämförelse använde jag 3 april som bara gav 1,80 kWh och en högsta toppeffekt under dagen på 590 Watt.

Nätspänningen på växelriktarens fas under fem soliga och en mulen dag.

Nätspänningen på växelriktarens fas under fem soliga och en mulen dag.

Nätspänningen har ökat märkbart under de soliga dagarna jämfört med den molniga dagen. Från 231 Volt till 243-244 Volt och vi ligger därmed nära den gräns där växelriktaren borde sluta leverera el. Kanske det kan inträffa någon gång i sommar?? Är det någon som upplevt att detta har hänt i Sverige?

Joakim Widén, Uppsala Universitet, har räknat teoretiskt på solcellsanläggningarnas inverkan på nätspänning i sin avhandling ”System Studies and Simulations of Distributed Photovoltaics in Sweden”  som han försvarade i december ifjol. Även med många solcellsanläggningar i nätet blev påverkan på nätspänningen låg, figuren nedan visar ett exempel från Johans avhandling.

Nätspänning i ett lågspänningsnät under året i ett område med fjärrvärme. Från Joakim Widéns avhandling.

Nätspänning i ett lågspänningsnät under året i ett område med fjärrvärme. Från Joakim Widéns avhandling.

362 kWh solel under april

Under april producerade våra solceller 362,2 kWh el, se diagrammen här nedan för solelproduktion per dygn och timme. Det firar vi med en dagsfärsk blomma.

Backsippa vid Folsta utanför Västerås 30 april.

Backsippa vid Folsta utanför Västerås 30 april.

I nedanstående tabell har jag jämfört våra verkliga produktionsvärden med värden från olika simuleringsprogram. Under framför allt november-januari var solcellsanläggningen tidvis snötäckt och utan någon elproduktion. Även några dagar i februari var snödrabbade. Man får även tänka på att vi har skuggning under morgon och kväll, som ger en del förluster, som Solelekonomi inte tar någon hänsyn till och vilket jag inte lagt in någon korrektion för i PVsyst. Däremot ingår det nog en del skuggförluster i PVGIS. Sunny Portals uppskattning är baserad på att jag relativt försiktigt antagit en solelproduktion på 800 kWh/kW och år, vilket Sunny Portal använt för att göra en månadsfördelning.

För både januari och februari har PVsyst gett osannolikt bra överensstämmelse med den verkliga solelproduktionen. Alla simulerade värden får man förstås ta med en nypa salt. Det är många faktorer som kan påverka den verkliga elproduktionen. Därför ska man inte generellt förvänta sig den riktighet som PVsyst råkat ge under januari och februari. När det gäller mars låg solelproduktionen över alla prognoser! Det kan tyda på att mars var en ovanligt solig månad. Även under april var PVsyst den prognos som kom närmast den verkliga solelproduktionen.

Återkommer med en utvärdering av inmatning till nätet när jag fått timvärdena från Vattenfall.

  Gäddeholm 73 Sunny Portal PVGIS Västerås PVSyst oskuggat Stockholm Solelekonomi 1.0 Stockholm
Nov 52,71 44,1 73,2 72,4 73
Dec 18,87 0,3 32 47,8 31
Jan 48,09 18,3 49,8 48,7 68
Feb 129,93 115,9 121 129,1 70
Mar 292,32 242,5 229 273,2 255
Apr 362,20 324,2 336 368,2 465
Producerad solel per dag under april.

Producerad solel per dag under april.

Producerad solel per timme under april 2011.

Producerad solel per timme under april 2011.

Vad blir solelproduktionen för april?

Hittills har solcellsanläggningen producerat 314 kWh under april. Enligt väderprognoserna blir de tre kommande dagarna övervägande soliga. Den bör därför bli 45±5 kWh till under månaden och därmed en månadstotal på ca 360 kWh. Det är klart över Sunny Portals prognos på 324 kWh, som är baserad på jag försiktigtvis antagit en årlig produktion på 800 kWh/kW. Det är också klart över PVGIS som förutspår 336 kWh för april och 853 kWh/kW och år. Vi når inte riktigt PVSyst prognos på 368 kWh och 972 kWh/kW och år, vars prognos gäller för ett oskuggat system.

Med tanke på att vi varje månad i år producerat mer än Sunny Portals prognos får jag överväga att i ett första steg gradera upp vår prognos för i år till 850 kWh/kW. Kul!

Inom ett par veckor passerar vi 1000 kWh sedan driftstarten den 28 oktober 2010. Detta borde firas på ett ståndsmässigt sätt…

Bättre och bättre för var dag – Årsdiagram

När man ritar upp ett diagram över solelproduktionen per dygn under 2011 går det lätt att inse när det varit soliga dagar (ligger på ökande trendlinje) och när det varit sämre dagar (ligger under trendlinjen i mer eller mindre hög grad). Klicka på diagrammet nedan för att se det i större skala.

Idag blev det återigen all-time high, 17,53 kWh!

Producerad solel per dygn under 2011.

Producerad solel per dygn under 2011.