Som ett delprojekt i Smart Grid Gotland har installationer av några solcellsanläggningar gjorts öster om Endre, ca 12 km öster om Visby. Jag har varit delaktig som ABB:are i installationsprojektet. Igår var projektgruppen på plats för att studera installationen som kopplades in till nätet i mitten av veckan. Anläggningarna är placerade på åkermark och vi hade även nöjet att träffa markägaren Bengt.

I tabellen nedan finns lite information om solcellsanläggningarna (några uppgifter saknades när inlägget skrevs, får komplettera senare), som är uppförda av Direct Energy. Syftet med installationen är att i ett annat delprojektet utvärdera anläggningarnas eventuella påverkan på elkvalité vad gäller överspänning, flimmer och övertoner. Den utvärderingen kommer Arne Berlin, Pöyry, att vara ansvarig för.

För egen del är ambitionen att bland annat utvärdera driftdata tillsammans med Gotlands Energi (GEAB). Gotland har mest solinstrålning i Sverige så här borde vi kunna se riktigt höga utbyten för Sverige. 1100 kWh/kW borde vara möjligt under ett normalsoligt år, vilket är en uppskattning baserad på SMHI:s solinstrålningskartor och utbyte från anläggningar i Mälardalen. Ska bli intressanta att se hur stora skillnaderna blir mellan de olika anläggningar, där både solcellteknologi och val av växelriktare varierar.

Några viktiga skillnader kan redan på detta stadium konstateras mellan de olika solcellsteknologierna:

• För en given effekt behövs markant färre moduler av de kiselbaserade än av CIGS (tunnfilm, bestående av koppar-indium-gallium-diselenid). Det beror dels på en högre verkningsgrad för kisel, dels på att modulytan är större för kiselmodulerna. Även på de små anläggningarna på 3,24-3,3 kW blir skillnaderna betydande. 12 monokiselmoduler behövdes för 3,24 kW, medan det krävdes 30 CIGS-moduler för 3,3 kW. För de större anläggningarna är det också stora skillnader. 92 polykiselmoduler gav 22,54 kW, medan det blev 204 CIGS-moduler för 22,44 kW. Färre moduler innebär även mindre materialåtgång i form av färre metallprofiler för montering av modulerna, färre förankringsstenar för profilerna och mindre DC-kablage mellan modulerna samt i detta fall även lägre markhyra eftersom ytan blir mindre för kiselmodulerna. Det blir även en mindre yta att i framtiden hålla fri från växtlighet framför modulerna för kiselmodulerna.
• Modulspänningen för de kiselbaserade modulerna är mycket lägre än för CIGS-modulerna. Det betyder att man kan seriekoppla betydligt fler kiselmoduler än CIGS-moduler. På 22,54 kW anläggningen kunde 23 kiselmoduler seriekopplas per sträng, vilket skulle ge en strängspänning på 695 V vid STC (Standard Test Conditions = 1000 W/m2, 25°C celltemperatur och ett spektrum motsvarande ”air mass” 1,5). För CIGS-modulerna kan man bara seriekoppla 9-10 moduler vid motsvarande spänningsnivå. Detta betyder att det blir färre strängar och därmed mindre DC-kablage för kiselmodulerna.
• De ramlösa, dubbelglasade, tunnfilmsmodulerna krävde mer varsam hantering vid monteringen. Det uppstod en modulskada vid installationen, men det rutinerade installationsföretaget var förberett på att det kunde hända, så man hade beställt några reservmoduler.
• Ovanstående faktorer ger alla fördel för kiselbaserade moduler. Det tar därmed längre tid att installera en solcellsanläggning med CIGS-moduler = högre installationskostnad. Det krävs även mera montagematerial (metallprofiler för montering av modulerna och DC-kablage). Det gör i sin tur att CIGS-modulerna måste vara signifikant billigare i inköp för att kunna konkurrera prismässigt med kiselbaserade moduler när det gäller investeringskostnad för en färdig anläggning. Eftersom så inte är fallet blir produktionskostnaden per kWh lägst för kiselbaserade moduler i dagsläget.
  Tunnfilmsteknologierna har därmed det tufft i konkurrensen med kiselsolceller. På EU PVSEC 2013 i förra veckan visades att tunnfilmsteknikerna (CdTe, CIGS etc) har förlorat marknadsandeler tre år i rad under 2010-2012 och att den var 11% under 2012. Det gavs inte heller något hopp om någon vändning av denna trend inom en nära framtid. Tunnfilmsforskarna har därmed en rejäl utmaning att hugga tag i…

Här nedan är några bilder från gårdagen.

Enligt hemsidan för Smart Grid Gotland är det ”ett utvecklingsprojekt som ska visa hur det är möjligt att modernisera ett befintligt elnät för att ansluta mer förnybar energi med bevarad eller förbättrad elkvalitet. Projektet är ett samarbetsprojekt mellan Vattenfall, ABB, Gotlands Energi AB, Svenska Kraftnät, Schneider Electric och KTH och är delfinansierat av Energimyndigheten.”

PS. Artikel Första steget mot färre strömavbrott fanns införd på helagotland.se 2013-10-11. Bilden i artikeln är dock inte från de gjorda installationerna, utan är en arkivbild.

PS 2013-11-06. SMA har publicerat en intressant artikel “Grid connection” där man beräknat hur mycket effekt man kan ansluta på en fas utan att växelriktaren stoppar på grund av att nätspänningen blir för hög.

Klicka på bilderna för att se dem i större storlek.

45 kW solcellsanläggning, med polykiselmoduler (närmaste två raderna) och CIGS tunnfilmsmoduler. Gotland 2013-10-11.

45 kW solcellsanläggning, med polykiselmoduler (två rader till höger) och CIGS tunnfilmsmoduler (tre rader till vänster). Gotland 2013-10-11.

Från vänster kisel-, CIGS- och kiselsolceller, med en effekt på 3,24 – 3,3 respektive 3,24 kW. Gotland 2013-10-11.

Moduler av CIGS tunnfilm från Solibro Hanergy. Gotland 2013-10-11.

Moduler av polykristallint kisel. Gotland 2013-10-11.

Moduler av monokristallint kisel från Yingli. Gotland 2013-10-11.

DC-kablage från en rad CIGS-moduler till vänster (många kablar) och en rad Si-moduler till höger (fyra kablar från två strängar). Gotland 2013-10-11.