Knappt tre timmar kvar innan jag lämnar konferens för hemresa. Lunchen blev en hamburgare på 16th street, där mathaken ligger tätpackade som sillar. Stanardhamburgaren är stoor, man får lämna en del….

Förmiddagens tre “plenary” föredrag var utmärkta. Igår eftermiddag var det en svacka, så det var trevligt att det blev en så bra förmiddag. Det är skillnad på föredrag och föredrag. Dels hur väl insatt man är i ämnet, dels hur bra själva anförandet är. Det sistnämnda spelar en väldigt stor roll. Har man PowerPoint-bilder fullpackade med text, diagram (med många kurvor) och mycket formler, då är det svårt att hänga med om man inte redan är väl insatt i ämnet. På konferensen handlar det om så många olika saker så mycket är inte jag insatt i och att då hänga med på vad en toppforskare* i ämnet presenterar blir ibland för mycket.
* Som det står i “Chairman’s message”: …to bring the world’s brighest PV minds together…”

Gjorde även en postersession i förmiddags. Vid diskussion med författarna kan man få en del värdefull extra information. Hann med nöd näppe och rädda vår poster, eftersom de började plocka ner posterutställningen mer än tre timmar före utsatt tid.

Posters

P6. Handlade om nedsmutsning (“soiling”). Den hade undersökts genom att mäta viktökning på 10 cm x 10 cm glasskivor som suttit ute i fält. Vid en viktökning på 0,1 gram/m2 kan man se en påverkan på en moduls effekt. På mätställena i Colorado kunde man få denna nedsmutnings på en dag ibland. Regn rengör modulerna och man menade att det inte blev någon ackumulerad nedsmutsning som ökade med tiden, regnet tar bort allt. Det måste dock vara omständligt att studera en eventuell långsiktig påverkan från nedsmutsning eftersom man måste kunna särskilja denna effekt från modulernas naturliga degradering. För detta räcker det inte med studier på enstaka moduler.

P8. Hade studerat nedsmutsning som funktion av modulernas vinkel. Som väntat större effekt vid låg lutning. 2,02% vid horisontell montering jämfört med 0,69% vid 40 graders lutning i det visade diagrammet.

I en installation i Saudiarabien hörde jag igår att man rengjorde modulerna kontinuerligt i en större solcellspark genom att torrborsta dem rena. Det tog en vecka att gå igenom hela solcellsparken och då började man om från början. Detta bör ha en märkbar effekt på ekonomin för solel när man har så mycket nedsmutsning av modulerna.

I Sverige har vi inga eller marginella problem med nedsmutsning. Det lönar sig inte att rengöra modulerna i normalfallet. Det finns dock väldigt lite gjort i forskningsväg när det gäller studier av nedsmutsning i Sverige. Den enda jag känner till är en studie som Jonas Hedström (och Mats Andersson?) gjorde i förra milleniet. Mats har sagt att han har den rapport som skrevs, men att den ligger djupt i gömmorna.

Det finns skäl att göra nya studier på nedsmutsningseffekter på solcellsmoduler i Sverige som publiceras och därför blir tillgängliga för alla. Hur mycket energi som förloras per år i svenska solcellsystem på grund av nedsmutsning är idag en okänd faktor kan man väl säga.

Lång dag idag på konferensen 40th IEEE PVSC (Photovoltaic Specialist Conference) i Denver, USA. Kom inte till hotellet förrän framåt 21:00. Tidsskillnaden på 8 timmar gör kvällarna tunga.

Har där en poster om “Profitability of PV electricity in Sweden“. Artikeln som kommer i “proceedings” från konferensen är skriven tillsammans med professor Stefan Yard, Lunds Universitet, David Larsson, Solkompaniet och industridoktorand på Mälardalens Högskola, och professor Björn Karlsson, Mälardalens högskola. Nytt för i år var att man hade postersession 19:00-21:30. Under första halvan presenterade jag vår poster. Artikeln som kommer i “proceedings” från konferensen. Ska även visa lite figurer i inlägg på bloggen med tiden.

Hade hoppats att eventuella svenskar skulle dyka upp, men jag såg inte till någon. Eftersom två andra bidrag har svenska författare, varav en som förstanamn, borde det väl finnas åtminstone en svensk till här.

Refererat från föredrag

Hinner inte skriva om allt men här nedan är några exempel. Se även Tuesday highlights som konferensen har sammanställt.

Dick Swanson inledde dagen med ”Status and future of crystalline PV”. Han inledde lite provocerade med en bild ”Is c-Si a Dinosaur?”. Han raljerade sedan lite över exempel på texter om nya billigare material som skulle kunna konkurrera med ”dyrt” kisel. Dick menade att kisel har stor potential för fortsatt kostnadsreduktioner. I ett diagram framgick att priset för kisel 2012 bara vara 11,7% av priset 2008. Däremot hade priset för silver för kontaktering på framsidan ökat med 5,8% under dessa fyra år. Hans råd var att eliminera silver, det vill säga att byta ut det mot ett annat ledarmaterial var väl det han tänkte på? Lättare sagt än gjort? Kostnaden för aluminiumramen hade ”bara” sjunkit med 10,76% från 2008 till 2012. Dicks råd blev att eliminera ramen.

Enligt en sammanställning i Photon International i februari 2014 var modulverkningsgraden för kiselbaserade moduler i medel ca 16% enligt ett av hans diagram. Även på cellnivå går utvecklingen av verkningsgrad framåt. Panasonic har med 25,6% för en HIT-cell (kiselbaserad) satt ny rekord för kiselsolceller. SunPower har en IBC-cell med 25% verkningsgrad. Ett påpekande var att det var ca 20 år sedan man i labskala nådde den cellverkningsgrad som de bästa modulerna har idag. Det kan man se om man tittar i NREL:s diagram över utvecklingen av cellverkningsgrader.

Dick menade att vi behöver en 50-årsmodul. Idag ger modultillverkarna en effektgaranti som vanligen är 80% av ursprungseffekten efter 20-25 år. Om denna skulle förlängas till det dubbla skulle det göra stor skillnad för produktionskostnaden av solel (LCOE = Levelized Cost of Energy). Han såg framför sig en modul med glass även på baksidan och utan ram. Med glass på båda sidorna minskar risken för fuktinträngning och modulen skulle bli mindre känslig för böjning vid installation och därmed risk för att det uppstår sprickor i modulerna. Modulerna skulle då också bli tyngre var min tanke och hur är det med kostnaden för glas jämfört med dagens baksidesmaterial av polymer (som Tedlar och EVA)?

Två konsultrapporter från GTM Research och ett annat konsultföretag förutspår allt lägre produktionskostnad för kiselbasera solcellsmoduler. $0.36/W i produktionskostnad för de bästa modultillverkarna redan 2017 tror GTM Research. Dick menade att båda rapporterna indikerar att ett modulpris på $0,5/W kommer att nås 2017-2020 för kiselbaserade moduler.

Min slutsats är att kiselbaserade solcellsmoduler är ingen utdöende dinosaurie, utan snarare mycket välmående och på fortsatt frammarsch. Konkurrenterna är i första hand tunnfilmsmoduler baserade på CdTe och CIGS.

Scott Burroughs, Semprius, höll föredraget ”Engineering a path forward for low cost concentrator PV systems”. Fraunhofer ISE har nuvarande världsrekord i cellverkningsgrad med 44,7%, satt 2014. Det är en solcell med fyra skikt (”multijunction”) av GaAs och InP och vid en koncentrerad solinstrålning på 297 suns (1 sun = normal solinstrålning). Nyckeln till högre verkningsgrad är flera skikt. Med fem skikt skulle man i teorin kunna få 70% verkningsgrad, Scott menade att 50% var praktiskt möjligt för en sådan cell. Den högsta cellverkningsgraden som används för moduler är idag 35,5%, med solceller från Fraunhofer. För flerskiktssolceller hade Scott kommit fram till att 0,1-1,0 mm2 var optimal storlek vid 1000 suns.

Benjamin Kroposki, NREL, pratade om ”Energy Systems Integration”. USA hade efter första kvartalet i år 14,8 GW. Hur ökade andel solenergi påverkar nätet är en viktig fråga. I en ”Energy Systems Integration Facility” hade man möjligheter att praktiskt testa många olika saker.

Posters – korta fakta

N43. I en test i England hade man kommit fram till att takintegrerade solceller förlorade (bara) 3% av den årliga energiproduktionen jämfört med ett system monterat ovanpå taket. Förlusterna beror på ökad solcellstemperatur (sänker verkningsgraden) på grund av sämre ventilation och därmed sämre värmetransport, men att det taken i England byggs på ett sätt (bättre ventilation) som ger lägre förluster vid takintegrering än i exempelvis USA. Det vore intressant med en sådan studie i Sverige också.

O4. Genom ”web scraping” hade man tagit fram produktionsdata för solcellssystem i några olika europeiska länder. Jag blev förvånad över det relativt låga utbytet i Tyskland ifjol. 764 system med 15,6 kW i medeleffekt hade hittats för Tyskland. I norra Tyskland var utbytet 882±109 kWh/kW och i södra Tyskland 992±125 kWh/kW under 2013. Södra Sverige var säkert i nivå eller kanske till och med lite högre än norra Tyskland ifjol, eftersom vi hade ett soligt 2013 i stora delar av Sverige.

På söndag åker jag till konferensen 40th IEEE PVSC (Photovoltaic Specialist Conference) i Denver, USA. Har där en poster om “Profitability of PV electricity in Sweden“. Artikeln som kommer i “proceedings” från konferensen är skriven tillsammans med professor Stefan Yard, Lunds Universitet, David Larsson, Solkompaniet och industridoktorand på Mälardalens Högskola, och professor Björn Karlsson, Mälardalens högskola. Kan återkomma med diagram från artikeln i inlägg efter konferensen.

Det är två andra bidrag med svenskar inblandade:

• CIGS Module Manufacturing with High Deposition Rates and Efficiencies.
  D Herrmann, P Kratzert, S Weeke, et al.
• Incorporation of Na In Cu(In,Ga)Se2 Thin Film Solar Cells: a Statistical Comparison Between Na from Soda Lime Glass and from a Precursor Layer of NaF.
  P Salomé, A Hultqvist, V Fjällström, et al.

Jag hade nog trott att det skulle vara flera svenska bidrag med tanke på att det är en av de största och viktigaste solcellskonferenserna i Nordamerika.

PS 7/6. Abstract till “CIGS Module Manufacturing…” är förresten intressant. Där står “Various improvements have recently been introduced in Solibro’s CIGS production process, which led to a champion module efficiency of 14.4% (total area, externally confirmed). Solibro’s efficiency roadmap shows that the technology is capable of producing average efficiencies of 17% within the next 3 years.” Med tanke på Solibros SL2 moduler idag har en verkningsgrad på “up to 13.3 % in serial production” (betyder att medel i produktionen är lägre) enligt  databladet skulle det vara sensationella framsteg om man skulle lyckas nå ett medel på 17% för moduler i kommersiell produktion inom 3 år.

För övrigt lite tveksam marknadsföring vid angivelserna av SL2 modulernas verkningsgrad. I databladet för SL2 modulerna anges en verkningsgrad på “up to 13.3 % in serial production”. Men räknar man ut verkningsgraden för de angivna modulerna i databladet blir den högst 12,8%. Databladets moduler har en effekt på 100-120 W och har en yta på 1,19*0,7895 = 0,94 m2 vilket gör 106-128 W/m2 och därmed en verkningsgrad på 10,6-12,8% vid STC (Standard Test Conditions, motsvarande 1000 W/m2 i solinstrålning, celltemperatur 25°C och ett spektrum motsvarande “air mass” 1,5). Jag tolkar det som att Solibro ibland lyckas producera moduler med 13,3% i serieproduktion, men att det man utlovar vid köp av modulerna är max 12,8%. De flesta modultillverkare levererar “plusmoduler” som har något högre effekt än märkeffekten, det är inget unikt för Solibro. Solibro anger det som att modulernas effekt är 0-5 W högre än märkeffekten, man får alltså aldrig en modul vars verkliga effekt är lägre än märkeffekten. Om man har tur när man köper en modul med 120 W märkeffekt (12,8% verkningsgrad) kan den som allra bäst ha 125 W verklig effekt, vilket blir 133 W/m2 och därmed 13,3% verkningsgrad.