Solenergi – så fungerar energislaget

Solenergi är energi från solens strålning som kan omvandlas till elektricitet eller värme. Solceller producerar el genom den fotovoltaiska effekten, medan solfångare i stället använder solstrålningen för att värma en vätska.

Det är därför bra att skilja mellan solel och solvärme. De använder samma energikälla men olika teknik och fyller olika funktioner.

Hur blir solljus till elektricitet?

I en solcell absorberar ett halvledarmaterial fotoner. Energin kan skapa rörliga laddningsbärare som separeras av solcellens interna elektriska fält.

Resultatet är likström. I en nätansluten solcellsanläggning omvandlar en växelriktare likströmmen till växelström som kan användas i byggnaden eller matas ut på elnätet.

Den mer detaljerade elektroniken och uppbyggnaden hör till själva solcellstekniken; solenergi som energislag handlar också om när produktionen finns och hur den samspelar med resten av elsystemet.

Solenergi är förnybar men varierande

Solens instrålning förnyas kontinuerligt på mänskliga tidsskalor. Bränslet behöver inte brytas eller transporteras till anläggningen.

Elproduktionen varierar däremot med:

• dag och natt,
• årstid,
• molnighet,
• latitud,
• panelernas riktning och lutning,
• skuggning,
• temperatur och tekniska förluster.

Solkraft är därför väderberoende elproduktion, inte en källa som kan startas när som helst oberoende av solen.

Fungerar solceller i Sverige?

Ja. Solceller behöver ljus, inte varmt väder, och kan producera el även vid låga temperaturer.

I Sverige är produktionen mycket säsongsberoende: långa sommardagar ger stor produktion medan vintermånaderna ger betydligt mindre. Ett hushåll kan därför inte utgå från att ett års överskott automatiskt innebär självförsörjning under varje vinterdygn.

Är söderläge ett krav?

Nej. Söderläge ger ofta hög årsproduktion för ett oskuggat tak i Sverige, men öst- och västorienterade paneler kan också vara användbara.

Öst-väst kan sprida produktionen mer över morgon och eftermiddag. Vad som är bäst beror på taket, skuggning, elförbrukning och hur den producerade elen värderas.

Vad händer med elen när huset inte använder den?

I en nätansluten anläggning används solelen normalt först där den produceras. Ett överskott kan matas ut på elnätet om anläggningen och avtalen är utformade för det.

Ett batteri kan lagra en del av dagens överskott till senare timmar, men batteriet skapar ingen extra solenergi. Det flyttar energi i tiden och har egna omvandlingsförluster, kostnader och begränsningar.

Behövs batteri till solceller?

Nej. Ett nätanslutet solcellssystem kan fungera utan batteri.

Batterier kan användas för exempelvis ökad egenanvändning, effektstyrning eller vissa stödtjänster, men nyttan beror på elpriser, tariff, batteriets kostnad och hur systemet styrs.

Ekonomin ska därför räknas på den aktuella anläggningen och inte utifrån en generell regel att batteri alltid lönar sig.

Ger solceller el vid strömavbrott?

En vanlig nätansluten växelriktare kopplar bort produktionen när elnätet försvinner. Det är en viktig säkerhetsfunktion så att en frånkopplad nätledning inte oväntat spänningssätts.

Reservkraft kräver en anläggning som är särskilt konstruerad för ö-drift eller backup, ofta tillsammans med batteri och särskild omkoppling.

Vilken miljöpåverkan har solenergi?

Solceller har inga direkta koldioxidutsläpp från bränsleförbränning när de producerar el, men tillverkning och installation kräver material och energi.

Livscykeln omfattar bland annat:

• utvinning och raffinering av råmaterial,
• tillverkning av celler, glas, metall och elektronik,
• transport och installation,
• underhåll och byte av komponenter,
• återvinning eller annan avfallshantering.

Det är därför mer korrekt att tala om låg livscykelutsläpp än ”helt utsläppsfri” solenergi.

Hur länge fungerar solpaneler?

Solcellsmoduler kan producera el i flera årtionden och deras effekt sjunker normalt gradvis med tiden.

Garantitid och faktisk livslängd är inte samma sak. Växelriktare och andra elektroniska komponenter kan behöva bytas tidigare än själva modulerna.

Det finns ingen universell regel att en växelriktare alltid håller exakt 10 eller 15 år.

Är solenergi alltid ekonomiskt lönsam?

Nej. Lönsamheten beror bland annat på:

• installationskostnad,
• årsproduktion,
• hur stor del av elen som används direkt,
• värdet på köpt och såld el,
• nät- och effektavgifter,
• finansieringskostnad,
• skatteregler och stöd,
• framtida underhåll.

Eftersom flera av dessa faktorer förändras över tid är gamla standardpriser och generella återbetalningstider snabbt inaktuella.

Solkraft i ett större elsystem

Mycket solkraft kan minska behovet av annan elproduktion när solen lyser men kräver att elsystemet kan hantera variationen över dygnet och året.

Flexibilitet kan komma från elnät, vattenkraft, batterier, efterfrågestyrning, annan produktion och flera typer av lagring.

Solkraftens värde beror därför inte bara på kostnaden för själva panelen utan också på när och var elen produceras.

Skillnaden mellan kW och kWh

Två enheter blandas ofta ihop när solenergi diskuteras. Kilowatt, kW, beskriver effekt — hur snabbt energi kan produceras eller användas vid ett visst ögonblick. Kilowattimmar, kWh, beskriver en energimängd över tid.

En solcellsanläggning med en viss märkeffekt i kW producerar därför inte samma antal kWh varje timme. Produktionen varierar med solinstrålning, temperatur, skuggning, orientering och årstid. Den årliga energiproduktionen behöver bedömas separat från anläggningens märkeffekt.

Varför spelar egenanvändning roll?

Solceller producerar mest när solen lyser, men hushållets elanvändning följer inte alltid samma kurva. El som används direkt i byggnaden minskar det samtidiga inköpet från nätet, medan ett överskott kan matas ut om anläggningen och avtalen tillåter det.

Hur ekonomin ser ut beror därför inte bara på hur mycket el panelerna producerar totalt utan också på när produktionen sker och hur den sammanfaller med användningen.

Vanliga frågor

Producerar solceller el på molniga dagar?

Ja, men normalt mindre än under stark direkt solinstrålning.

Producerar de el på natten?

Nej. Utan solinstrålning producerar solcellen ingen solel.

Är solvärme och solceller samma sak?

Nej. Solceller producerar elektricitet. Solfångare producerar värme.

Behöver alla solcellsanläggningar batteri?

Nej. Nätanslutna anläggningar används ofta utan batteri.