Solceller

Majoriteten solcellspaneler idag är c:a 1,0 * 1,7 m stora och väger strax under 20 kg. De består av 60 st seriekopplade solceller av kisel, 15*15 cm stora med en glasruta framför och en plastfilm bakom. Glasrutan är dimensionerad att klara vind, snölast och hagel. Runt panelen finns en aluminiumram som används för att fästa panelen på stativ. Panelerna har vanligen en effekt vid fullt solljus (1000 W/m²) på 250 W och en spänning på c:a 30 V. I skåne kan man anta att en sådan panel ger en årsproduktion på 250 kWh vid optimala förhållanden (rätt lutningsvinkel, inga skuggor, hög verkningsgrad på växelriktaren). Solcellspanelerna kopplas i serie med varandra i en eller flera strängar. Man kommer upp i spänningar över 100 V, typiskt 500 V och det får max bli 1000 V. Det är denna spänning som skickas in till växelriktaren.

Det finns två olika material som är vanliga: monokristallinskt kisel eller polykristallinskt kisel. Förr var mono bättre och dyrare, men idag gäller detta inte alltid. De största skillnaderna mellan dem är att monokristallina är bättre än polykristallina vid liten infallsvinkel, medan polykristallina är bättre än monokristallina vid varmt väder. Sett över ett år producerar de ungefär lika mycket el.

Praktiskt taget alla solcellspaneler har förutom vanlig garanti mot fel även en effektgaranti. Våra paneler har 30 års effektgaranti.

Man kan också råka ut för enså kallad  reversibel effektförlust. De flesta solcellsmoduler tappar sin prestanda när de är anslutna till en transformatorlös växelriktare (den typ som är vanligast idag) p.g.a. en mekanism kallad potential induced degradation (PID). I test från tyska institutet Frauenhofer hamnade alla våra paneler i topp utan någon påvisbar PID. Köper man billigare paneler kan fenomenet minskas men det lönar sig i praktiken inte. Bäst är alltså att använda våra solcellsmoduler som inte har fenomenet.

Solcellspanelerna bör riktas rakt mot söder och för Malmö/vellinge är optimal lutningsvinkel 38 grader. Men det är inte kritiskt, det finns ett stort område med endast marginell energiförlust.

Hur mycket producerar solceller i Sverige?

Som jämförelsetal brukar man ange hur många kWh som produceras per installerad kW under ett år. En tumregel som baseras på värden från redan installerade solcellsanläggningar är att man kan i Skåne (Vellinge)  räkna med 1 000 kWh/kW och år, mätt efter växelriktaren, om det är ett fast monterat system som är hyggligt placerat.

Det är många faktorer som påverkar det årliga utbytet:

  • Solinstrålningen. Varierar ±10% mellan olika år enligt SMHI:s mätningar i Sverige.
  • Temperatur. Modulernas verkningsgrad minskar med ökande temperatur. Ett normalt värde för kiselbaserade moduler är -0,45%/°C. Modulernas märkeffekt är angiven vid en solcelltemperatur på 25°C.  Man ska se till att ha en luftspalt under modulen när man monterar dem på ett tak för att förbättra värmebortförseln från modulen.
  • Skuggning från omgivning (hus, träd, flaggstänger, takkupor, skorstenar eller andra installationer på taket) eller horisont.
  • Solcellsmodulernas lutning.
  • Solcellsmodulernas orientering. Söder bäst. Sydväst eller sydost ger ca något lägre årlig produktion.
  • Snötäckning. Kan sänka årsutbytet några procent, beror på var man bor i landet men är generellt inget problem alls i Skåne.
  • Växelriktarens verkningsgrad.
  • Förluster i kablar. Bör vara mindre än 1%. Dimensionering och längd påverkar dessa förluster.
  • Nedsmutsning av modulerna på grund av pollen, luftföroreningar, löv, algbildning, fågelspillning etc. Detta har ytterst liten effekt i Sverige. Regn och snösmältning ger självrengöring.
  • Degradering av modulerna är liten och de utlovade garantierna antas enligt internationella studier bli betydligt lägre än de itlovade garantierna på effektminskning.

Hur stor yta behövs?

Ytan per installerad kW bestäms av modulernas verkningsgrad. Verkningsgraden för en LG MonoX modul  är strax över 16% och då blir modulytan per kW 1/0,16 = 6,25 m2. Att det blir denna enkla formel beror på att verkningsgraden anges vid en solinstrålning på 1 000 W/m2.

Med tumregeln 1000 kWh/m2 får vi att om modulverkningsgraden är 16% blir solelproduktionen 153 kWh/m2 och år under ett år med normal solinstrålning.

Hur länge håller solceller?

Modultillverkarna ger en effektgaranti på 20-25 år, vilket torde var tämligen unikt för en elprodukt. När vi jag räknar på produktionskostnad brukar vi anta 30 års livslängd på solcellsmodulerna . Växelriktarna kan antas ha liknande livslängd även om garantin i regel är kortare.