Gjorde för knappt två år sedan inlägget Hur påverkar lutning och väderstreck produktionen av solel?

Här är en variant på detta med beräkningar gjorda för Stockholm med hjälp av PVGIS. Här nedan visas i Figur 2-4 simulerad solelproduktion per månad för de olika modullutningarna:

• 44 grader. Optimerad lutning för maximal årsproduktion om man använder solinstrålningsdata från “Climate-SAF”. Med gamla “Classic” blev det 41 grader. I sig intressant att det blev tre graders skillnad efter uppdatering av solinstrålningsdata. Visar att man får ta simuleringar med en viss nypa salt…
• 27 grader. Lutningen på vårt tak. Antar att det är en hyggligt vanlig taklutning.
• 70 grader. Högre lutning gör att man får kortare tid med snötäckning vintertid och mindre påverkan av nedsmutsning.

Lutningen räknas från horisontalplanet, vilket gör att 0° är horisontellt monterade solcellsmoduler och 90° är vertikalt (vägg)monterade moduler. I Figur 5 jämförs månadsproduktion i söderläge vid de tre olika lutningarna.

Gjorde även ett diagram i Figur 6 som visar årsproduktionen vid olika lutningar (0°-90°) och väderstreck (söder, sydost, öster och norr). Resultaten blev så lika för väster och öster (högst 0,9% skillnad) att jag bara tog med kurvan för öster.

Slutsatser

Alla slutsatser gäller för Stockholm och enligt beräkningar gjorda med PVGIS. Gör man beräkningar med andra simuleringsprogram kan man säkert få något annorlunda resultat. Speciellt är det kvalitén på solinstrålningsdata som bestämmer noggrannheten.

• En modullutning som skiljer sig upp till 25° från den som ger optimerad årsproduktion sänker solelproduktionen med högst 7%.
  • 44° grader är optimal lutning i söderläge i Stockholm, men med 20°-70° lutning förlorar man högst 7% jämfört med optimal lutning i söderläge.
  • Vid andra väderstreck än söder ger lägre lutningsvinkel högst årsproduktion. I sydost eller sydväst är 40° optimal lutning. Med 15-65 graders lutning förlorar man högst 7% jämfört med optimal lutning i sydost eller sydväst.
• I söderläge blir solelproduktionen per år bara 3,3% lägre vid 27° lutning och 7,5% lägre vid 70° lutning.
• Fördelningen över året påverkas speciellt när man ökar modullutningen till 70°. Under speciellt maj-augusti sjunker månadsproduktion medan den ökar något under oktober-mars. Det betyder att man får mindre sommaröverskott och att egenanvändningen av solel ökar, vilket är bra eftersom egenanvänd el på sikt kommer att ha ett högre värde än såld överskottsel. MEN årsproduktionen sjunker också vilket gör att det inte är givet att det blir någon ekonomisk fördel. För att kunna dra slutsatser om detta behövs beräkningar som är betydligt mer detaljerade.
• Med placering mellan sydost och sydväst blir det högst 8% skillnad mot söderläge vid olika lutningar. En optimerad taklutning i sydost eller sydväst kan ge lika hög årsproduktion som en låg eller hög taklutning rakt mot söder.
• Som kuriosa visas även kurvor för solcellsmoduler monterade mot norr. Som man kan se får man även vintertid lite solel i nordläge trots att man inte har någon direkt solinstrålning mot modulerna.
  Gjorde detta därför att under den senaste veckan har jag sett en debattartikel (författad av en “fil dr i miljö- och energisystemanalys”…) och en anonym kommentar till solcellsartikel i Ny Teknik, där författarna verkar glömt bort att det finns något som heter diffus solinstrålning och som är riktningsoberoende. Vid molnigt väder finns ingen direkt solinstrålning utan den solinstrålning vi ser och som träffar solcellsmodulerna är vad man kallar diffus, utan någon speciell riktning. Vid diffus solinstrålning blir det därför meningslöst att prata om solvinklar. Den diffusa solinstrålningen är en stor andel av den globala solinstrålningen i Sverige. Fick värden för svenska stationer från Tomas Landelius, SMHI, dagen efter jag skrev detta inlägg. Andelen diffus solinstrålning var i medel under åren 1999-2007 mellan 43% och 57% för SMHI:s 12 mätstationer som hade mätt detta. I runda slängar kan man därför säga att hälften av den globala strålningen i Sverige är diffus solinstrålning.
  Som jämförelse kan nämnas att i boken ”Photovoltaics fundamental, technology and practice” av Konrad Mertens anges att i München är 54% av solinstrålningen diffus och i Hamburg nästan 60%.

Figur 1. Solinstrålningens olika komponenter. Källa: NREL.

Kom ihåg

• Beräkningarna tar inte hänsyn till snötäckning eller nedsmutsning. Med tanke på snö och smuts är en horisontell montering av solcellsmodulerna direkt olämplig. Lite högre vinkel än den simulerat optimala är att föredra om man vill maximera årsproduktionen med tanke på inverkan av snö och smuts. Om man har möjlighet att välja vinkel kan det därför finnas anledning att välja en lite högre vinkel än den beräknat optimala. Sätter man solcellsmodulerna på ett tak bör de följa takets lutning och i praktiken får man därför gilla läget och ta den taklutning man har. Om man har ett horisontellt tak ska man dock montera modulerna med en lutning.
• Simuleringarna tar inte heller hänsyn till eventuell skuggning, som ska undvikas eftersom även delbeskuggning kan ge en märkbar minskning av solelproduktionen.

Klicka på figurerna för att se dem i full skala.

Figur 2. Simulerad solelproduktion per månad i Stockholm vid modullutning 44 grader.

Figur 3. Simulerad solelproduktion per månad i Stockholm vid modullutning 27 grader.

Figur 4. Simulerad solelproduktion per månad i Stockholm vid modullutning 70 grader.

Figur 5. Simulerad solelproduktion per månad i Stockholm i söderläge vid olika modullutningar.

Figur 6. Simulerad solelproduktion per år i Stockholm i olika väderstreck.