Mörka vintermånader, låg instrålning från solen, snö och kyla låter inte som idealiska eller ens lämpliga förhållanden för att producera el med hjälp av solceller. Men ny forskning visar att möjligheterna är större än vad det först kan verka, och både snö och kyla kan vara till hjälp vid elproduktionen.
Mellan 2016 och 2019 ökade antalet nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige från ca 10 000 till drygt 44 000, och den installerade effekten nästan femdubblats från 140 MW till 698 MW. Mängden anläggningar är koncentrerad till södra Sverige; mer än 90 procent av anläggningarna finns i elområde tre och fyra, och den producerade effekten har motsvarande siffror. Med projektet SunCold utvecklas solel för att bli attraktivt även i nordliga breddgrader.
– Intresset för solel är stort även i norra Sverige, förklarar Malou Petersson på RISE, som varit projektledare för SunCold. Men det saknades kunskap om och erfarenhet av hur solel ska kunna utnyttjas effektivt i nordliga förhållanden.
I projektet har RISE tagit fram en handbok med riktlinjer för hur solel ska installeras i nordliga förhållanden. Handboken ger fastighetsägare, kommuner och bostadsrättsföreningar ett bra underlag för när olika solsystem bör användas så att de kan fatta trygga beslut om hur de ska investera i solel.
– Vi vill öka intresset för att använda solenergi i bostadssektorn och offentlig sektor, och kan konstatera att solenergimarknaden i Norrbotten har stärkts genom kompetensutveckling och samverkan, säger Malou Petersson.
Utmanande förhållanden
Att producera solel i nordliga förhållanden är en utmaning. Under december och januari är instrålningen från solen obefintlig, och även under resten av året är förhållandena väldigt annorlunda jämfört med de stora marknaderna för solel.
– Den relativt låga solhöjden gör att vi behöver titta på andra lutningar på solpanelerna för att optimera energiproduktionen, säger Malou Petersson. Eftersom solljuset passerar längre genom atmosfären blir intensiteten lägre än vid till exempel ekvatorn, men även strålningens sammansättning påverkas. Hos oss i Sverige är ungefär hälften av ljuset diffust, det vill säga det ser ut att komma från alla håll på himlen. Detta kan också påverka produktval och installation.
Förutom mörkret och den låga solhöjden är också snö och kyla två faktorer som påverkar produktionen av solel i nordliga förhållanden. Men påverkan är inte enbart negativ.
– Kylan i norr gör faktiskt solcellerna mer effektiva, i alla fall de som är tillverkade av kisel, säger Malou Petersson. Vid samma instrålning ökar effekten hos en solcell som är 25 grader kallare med 10 procent. Det här ser vi effekterna av i våra testanläggningar, framför allt framåt våren när instrålningen ökar samtidigt som det fortfarande är ganska kallt.
Vi vill öka intresset för att använda solenergi
Snö – både positivt och negativt
Även snö kan ha en positiv effekt på energiproduktionen från solceller. När marken är vit reflekteras nämligen en större mängd av solljuset. Beroende på hur solcellsmodulen är installerad kan den ”se” olika mycket av det reflekterade ljuset och omvandla det till energi. Vissa typer av moduler har en utformning som är extra lämpade för detta. Malou Petersson förklarar:
– Genom att använda dubbelsidiga moduler kan vi även fånga upp solljus på modulens fram- och baksida och därmed bättre utnyttja reflekterat solljus jämfört med konventionella enkelsida moduler, och på det viset öka produktionen. Vi studerar det här i solparken Solvåg som finns i Piteå.
Men snön kan också orsaka problem för solmodulerna, på flera olika sätt. Om snön lägger sig på modulerna blockeras solstrålarna, och om den får ligga kvar länge kan upp till 30 procent av årsproduktionen förloras. Det blir av den anledningen viktigt hur solelanläggningar utformas.
– Huvudregeln är att montera solceller där solinstrålningen är stor men snö inte ansamlas. Om solcellsmodulerna är snöfria redan i mars kan årsproduktionen av solel öka med ca 30 procent, säger Mattias Lindh, forskningsingenjör på RISE.
Stora tak attraktiva
Belastningen från snön kan också göra att modulerna går sönder eller att underliggande tak i värsta fall skadas. RISE undersöker i projektet Snövis också hur solcellsmoduler belastas i verkliga vinterförhållanden, där målsättningen bland annat är att ta fram rekommendationer för hur solelanläggningar ska utformas i olika snölastzoner och som kan implementeras i standarder.
– Snölaster kan skada modulerna på flera sätt, säger Malou Petersson. Dels uppenbara skador, dels mikrosprickor som inte kan upptäckas med blotta ögat men som ändå kan försämra produktionen avsevärt.
På stora, låglutade tak som man till exempel finner på industribyggnader och idrottshallar är risken för snölaster stor. Samtidigt är de attraktiva ytor för installation av solelanläggningar. Kunskapen från SunCold utvecklas nu vidare i ett nytt projekt som just tittar på hur sådana anläggningar kan anpassas till nordliga förhållanden.
– Vår förhoppning är att majoriteten av stora industriella tak ska användas för elproduktion. Det tror vi kan bli möjligt om vi kan få ned den snörelaterade produktionsförlusten, avslutar Malou Petersson.
Elområden
Den 1 november 2011 delades Sverige in i fyra elområden som ibland har olika elpris.
Elområde 1: Norrbottens län samt delar av Västerbottens län.
Elområde 2: Jämtlands län, Västernorrlands län samt delar av Dalarnas län, Gävleborgs län och Västerbottens län.
Elområde 3: Gotlands län, Stockholms län, Södermanlands län, Uppsala län, Värmlands län, Västmanlands län, Örebro län, Östergötlands län samt delar av Jönköpings län, Hallands län, Kalmar län, delar av Västra Götalands län, Gävleborgs län och Dalarnas län.
Elområde 4: Skåne län, Blekinge län, Kronobergs län, samt delar av Kalmar län, Hallands län, Jönköpings län och delar av Västra Götalands län.
Läs mer om elområdena hos Svenska Kraftnät.
