Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

Snö på solcellerna

Ovädret i förrgår gav heltäckande snö på solcellerna. Mätte 2-2,5 cm tjock snö igår (närmast modulkanterna längst ner 1 cm). Jag lät snön vara, i kommande vecka blir det plusgrader och då smälter snön. Jag gjorde dock ren referenssolcellen från snö för att kunna göra lite studier. Det var fastfrusen is närmast ytan på referenssolcellen, som jag fick smälta med fingrarnas värme. Därefter kunde jag göra en studie av hur mycket snö minskade solcellsmodulernas effekt, genom att manuellt läsa av referenssolcellens värde för solinstrålning och jämföra med värden från växelriktaren för DC-effekt, AC-effekt, DC-ström och DC-ström. Växelriktarnas värden ändras ibland med några sekunders intervall och ibland med 10-20 sekunders intervall. Det går därför inte att hinna med att skriva av alla värden varje gång och det finns en viss risk att det i hastigheten blev något skrivfel.

Lite solinstrålning trängde igenom snön, men den levererade effekten från växelriktaren blev som mest 100 W och det blev blygsamma 0,148 kWh under gårdagen. Idag var det helmulet väder och den svaga diffusa strålningen dämpas så mycket av snön att det inte räcker för att köra igång växelriktaren.

Här nedan är några olika diagram från igår. Det var inte helt klart utan det var tunna moln som skymde solen. Referenssolcellen visade som mest 190 W/m2. En brasklapp gäller för de uppmätta instrålningsvärden, som kan vara för låga. Referenssolcellen består av en amorf kiselsolcell och de är kända för att ge opålitliga värden. Man bör ha samma typ av solcell i referenssolcellen som i de moduler man använder.

Systemverkningsgraden (instrålad effekt per m2/AC-effekt från växelriktaren per m2 modulyta) blev fram till 13:16 som mest 2,7%, med en brasklapp för att om de uppmätta solinstrålningsvärden var för låga skulle systemverkningsgraden bli ändå lägre. För snöfria moduler borde den ha varit ca 20%, med tanke på att den låga temperaturen höjer modulernas verkningsgrad. Molnen blev därefter så tjocka att det inte blev någon effekt från växelriktaren under ca 20 minuter. När det sedan blev lite klarare gick växelriktaren igång igen klockan 13:32. Då följde effekten en annan kurva och systemverkningsgraden blev som mest 2,9%, trots att den borde ha varit lägre än tidigare eftersom solinstrålning var lägre och att växelriktaren därmed verkade med en lägre verkningsgrad. Jag förstår inte helt varför det blev dessa två kurvor. Snön hade visserligen smält en aning i nederkant på modulerna, men det var egentligen bara den svarta ramen som var synlig så det borde inte ha en så stor effekt kan man tycka. Återstår i sådana fall att det var någon avvikelse för värdena från referenssolcellen.

Lufttemperaturen höll sig enligt en väggtermometer mellan -2,7 och -3,0 grader under dagen. Luftemperatursensorn till solcellsanläggningen visade mellan -2,2 och -2,5 grader. Sensorn på baksidan av en modul varierade mellan -4,2 och -4,6 grader. Lufttemperaturen var alltså praktiskt taget konstant under dagen och inverkade därmed inte på resultaten.

Vid de låga effekterna blev verkningsgraden för växelriktaren också låg, se diagrammet här nedan.

Utter!

Nysnön igår gav även möjligheter att se vilka djur som rört sig på tomten. Spår av rådjur (som vi även såg), hare, ekorre och UTTER noterades. Utterspåret var fantastiskt roligt. Den hade kommit simmande och gått in 3 meter på piren till bryggan innan den vänt åter till vattnet. De upp till 7 cm breda spårstämplarna var dubbelt så stora som från mink, som vi ibland ser vid sjöstranden. Den 26 januari 2007 såg vi för en kort stund en livs levande utter som sprang över piren. Den enda utter jag sett i Sverige.

Klicka på diagrammen för att se dem i större skala.

Växelriktarens effekt som funktion av solinstrålningen, med 2-2,5 cm snö på solcellsmodulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens effekt som funktion av solinstrålningen vid olika tider på dagen, med 2-2,5 cm snö på solcellsmodulerna. 2013-12-07.

Systemverkningsgraden som funktion av solinstrålningen, med 2-2,5 cm snö på solcellsmodulerna. 2013-12-07.

Systemverkningsgraden som funktion av solinstrålningen vid olika tider på dagen, med 2-2,5 cm snö på solcellsmodulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens effekt som funktion av DC-strömmen från modulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens effekt som funktion av DC-strömmen från modulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens effekt som funktion av DC-spänningen från modulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens effekt som funktion av DC-spänningen från modulerna. 2013-12-07.

Växelriktarens verkningsgrad som funktion växelriktarens levererade effekt. 2013-12-07.

Växelriktarens verkningsgrad som funktion av växelriktarens levererade effekt. 2013-12-07.

Spår av utter på vår pir. 2013-12-07.

Spår av utter på vår pir. 2013-12-07.

Snösväng på taket idag

Vid dagens töväder rasade snön självmant av från sex av våra 14 solcellsmoduler. Kunde inte motstå frestelsen att sopa bort snön (närmare 2 dm) från de övriga modulerna. Tyvärr sitter de så till att snön inte glider av så lätt på dem, eftersom den avglidande snön fastnar mot ett snedtak, så därför behövs där hjälp.

Jag kan på en gång säga att snörengöring av solcellsmoduler inte rekommenderas, eftersom man vinner så lite på detta och man riskerar att skada både solcellsmodulerna och sig själv om man har otur. Som forskare är jag dock nyfiken på hur solelproduktionen är även vintertid, så jag tog mig friheten att köra lite ”vardags-edge” på taket. Vi har en stege på taket bland solcellsmodulerna och den är i stort sett en nödvändighet, utan takstegen skulle jag inte ge mig upp på taket.

Solcellerna gav 0,225 kWh (= 0,067 kWh/kW) idag till ett värde av ungefär lika många kronor. Men det var ändå lite fascinerande att solcellerna gav som mest 142 Watt under denna helmulna dag just innan det började regna redan på sen förmiddag, se diagrammet här nedan.  Variationerna runt kl. 10.00 berodde nog på att jag höll på med snösopningen då och att modulerna därmed var snötäckta i lite varierande grad eftersom jag var tvungen att skjutsa snön från den ena sidan till den andra.

Vi får hoppas på en fin och solig vinterdag snart som jämförelse!

Huum… Dagens regn övergick under kvällen till blötsnö och i skrivande stund (19:30) är det 1 cm blötsnö på solcellerna. Nåja, i morgon ska det bli plusgrader och då bör den smälta bort.

Solcellseffekt en mulen decemberdag, med regn. 2012-12-26.

Solcellseffekt en mulen decemberdag, med regn. 2012-12-26.

Efter snösväng på taket. 20121226.

Efter snösväng på taket. 20121226.

Hur mycket solel blir det en mulen vinterdag?

Är solcellerna snötäckta blir solelproduktion i stort sett noll. Är snötäcket tunt kan lite av solinstrålningen gå igenom snötäcket men är snön för tjock blir solelproduktion noll.

Igår kväll när det var några tiondels grader över noll passade jag på att sopa av snön från solcellsmodulerna. Inte på grund av det är någon ekonomisk lönsamhet i detta utan därför att jag ville kunna jämföra med ett snötäckt system. Idag var det en gråmulen vinterdag hela dagen och det blev bara 0,188 kWh = 0,056 kWh/kW solelproduktion. Max effekt var 75 W och medeleffekt 42 W under de 4,5 timmar som det var någon solelproduktion, se diagrammet.

Förutom att solinstrålningen är mycket låg mulna decemberdagar blir effekten så låg att man får en låg verkningsgrad hos växelriktaren, se inlägget Verkningsgrad för växelriktaren beräknad från 5 mars 2011.

Under normalperioden 1961-1990 svarade december i genomsnitt för 0,7% av solinstrålningen enligt SMHI:s mätningar. Längre söderut i Sverige blir andelen lite högre. I Lund var det 1,0% under normalperioden 1961-1990. Man ska därför inte vara alltför ledsen om solcellsmodulerna varit snötäckta under december.

Effekt från solcellsystemet 2012-12-16, som var en helmulen vinterdag.

Effekt från solcellsystemet 2012-12-16, som var en helmulen vinterdag.

Snökaos

Ett rejält snöfall har gjort att både solceller och solfångare nu är helt snötäckta på vårt tak. Åtminstone 5 cm snö är det på solcellerna, den mesta av snön har trots allt blåst av taket.

Visst ger snö ett bortfall av solelproduktion, men bara 5,9% av den årliga solinstrålningen i Stockholmstrakten infaller under november-februari. Det är alltså inte så mycket att hetsa upp sig över lite snö och det finns ingen större anledning att rengöra solcellsmodulerna från snö.

Man kan jämföra med att den årliga solinstrålningen varierar med ungefär ±10% mellan olika år enligt SMHI:s mätningar.

Fördelning av global solinstrålning under ett år i Stockholm under normalperioden 1961-1990. Enligt data från SMHI.

Fördelning av global solinstrålning under ett år i Stockholm under normalperioden 1961-1990. Enligt data från SMHI.

Snöröjning på solceller

Gjorde snösväng på solcellerna igår kväll. Det hade kommit 1 dm nysnö föregående natt, vilket gjorde att det inte blev någon solelproduktion alls igår. Snösvängen gjorde nytta under dagen idag, men ikväll snöar det igen och kl. 22.30 är det några mm nysnö på solcellerna. Nåja, snart blir det plusgrader på dagarna enligt väderprognosen och då försvinner snön.

 

Kommer januari 2012 att slå januari 2011?

Ifjol blev det 48,09 kWh från solcellerna under januari. I år är det hittills 36,91 kWh. Nu behövs tre dagar med övervägande sol för att spurta förbi januari ifjol, kan bli kärvt…

Ger solcellerna lite hjälp på traven. Igår sopade jag av 1 cm lös snö från 10 av de 14 modulerna och ikväll sopade jag av resten eftersom det inte hänt något under dagen med den kvarvarande snön. Det berodde på att det var övervägande mulet idag och det kom även några snöfjun.

Torkade även av referenssolcellen med en våt trasa så att den ska vara i god form.

1 cm snö på fyra av de 14 solcellsmodulerna på morgonen. Solfångarna till vänster var också snötäckta.

1 cm snö på fyra av de 14 solcellsmodulerna på morgonen. Solfångarna till vänster var också snötäckta.

Dagsmeja på solcellerna

I morse var det 8 cm heltäckande snö på alla solcellsmodulerna. Sent i kväll var mer än hälften av ytan på solcellsmodulerna snöfria! Snön hade glidit av under dagen, men inte tillräckligt mycket för att det skulle bli någon produktion av solel. Både idag och igår har det blivit noll i solelproduktion.

I nederkant av modulerna 1-4, 6-8 fanns heltäckande snö och något lite snö fanns även i nederkant av modul 9-11 samt lite mera i nederkant av 12. När det gäller modulerna 8-14 hade de sannolikt varit helt snöfria om det inte varit för den ram som sticker upp lite över modulytan och som något hindrar snö att glida av.

Kunde inte låta bli att sopa rent modulerna 4-14 och skapade därmed ett litet experiment om egenuppvärmning fixar att ta bort snön på modulerna 1-3 om det nu blir en del sol i morgon. Det skulle vara intressant att kunna mäta skillnaden i ström genom den snöfria strängen respektive genom den sträng som har tre moduler som delvis är snötäckta.

Modulerna 1-7 är seriekopplade i en sträng och modulerna 8-14 i en annan sträng.

Modulerna 1-7 är seriekopplade i en sträng och modulerna 8-14 i en annan sträng.

 

Drabbad av snöfrossa

Har tidigare skrivit att jag inte skulle göra någon borttagning av snö på solcellsmodulerna under december. Men, idag drabbades jag av snöfrossa. Solcellsmodulernas yta var snövit på morgonen av blöt snö, men jag såg att snön också glidit ner lite, så att det var tunnare med snö upptill. Blev nyfiken på om jag sopade rent modulerna, skulle dagens magra ljus räcka till för att ge tillräcklig värme för att hålla modulerna rena under dagen? Sopade rent modulerna vid 11-tiden. Det var då i stort sett uppehåll, men det dröjde inte många minuter förrän det började snöa och lätt snöfall fortsatte hela dagen. Hade viss hjälp av temperaturen, +0,1 grader hela dagen.

Följde avgiven effekt från solcellsmodulerna och effekt efter växelriktaren till och från under dagen mellan 11.12 och 14.22, då växelriktaren gjorde kväll. Jag läste av värdena direkt från Sunny Webbox för att kunna se momentanvärden istället för de medelvärden för 5-minutersintervall som går att ladda ner i efterhand. Som mest noterade jag 73 W DC från solcellsmodulerna, vilket gör 3,8 W DC per kvadratmeter modulyta och ca 15 W värme antaget en modulverkningsgrad på 20% vid denna instrålning och temperatur. En riktigt låg effekt men solcellsmodulernas yta blev aldrig snövit under dagen, vilket det delvis blev på altanen. Det blev ett genomskinligt slask som gled ner till nedersta halvan eller tredjedelen på modulytorna. Återigen kan konstateras att ramen på modulerna hindrar snön att glida av.

Här nedan är några diagram från dage

1. AC-effekt efter växelriktaren som funktion av DC-effekten från solcellsmodulerna.

2. Modulspänning som funktion av DC-effekten. MPP (Maximum Power Point) ligger inte vid exakt samma spänning hela tiden.

3. Verkningsgrad för växelriktaren som funktion av AC-effekten. Verkningsgraden blir riktigt låg vid den låga instrålning som var idag. Vid dessa låga effekter spelar växelriktarens eget effektbehov roll (<10 W enligt specifikationen för växelriktaren = Sunny Boy 3000TL-20).

Det blev bara 0,082 kWh idag. Kl. 16 var det -0,2 grader och modulerna var helvita av några mm snö…

Tycker fortfarande att det inte är någon större vits att sopa bort snö under december. Det är inte mycket energi det är frågan om och det finns en skaderisk (hos person och solcellsmoduler). Jag råkade ut för en lättare sträckning av baksidan av låret när jag halkade på nocken idag…

Genomskinlig snöslask längst ner på modulerna, kl. 12.23.

Genomskinlig snöslask längst ner på modulerna, kl. 12.23.

Växelriktarens effekt (AC) som funktion av solcellsmodulernas effekt (DC).

Växelriktarens effekt (AC) som funktion av solcellsmodulernas effekt (DC).

Spänning från modulerna (DC) som funktion av solcellsmodulernas effekt (DC).

Spänning från modulerna (DC) som funktion av solcellsmodulernas effekt (DC).

Växelriktarens verkningsgrad som funktion av växelriktarens levererade effekt (AC).

Växelriktarens verkningsgrad som funktion av växelriktarens levererade effekt (AC).

Klicka på bilderna för att se dem i större storlek.

Snö på solcellerna

Jag trodde tidigare att solcellerna skulle gå i vinteride den 6 december. Det dröjde till idag. Kl 22. hade vi 2 cm blöt snö på solcellsmodulerna. Eftersom det förutspås bli kallare från och med måndag får vi räkna med att snön stannar kvar på modulerna. Vi har hittills producerat 23,36 kWh under december och frågan är om det blir något mer. Det är klart bättre än ifjol, då det blev 18,87 kWh under december, som var väldigt kall och snöig.