SOLCELLER

Solceller konverterer energien i solstråler til elektrisitet ved hjelp av den fotovoltaiske effekten. Solceller benevnes derfor ofte PV etter det engelske uttrykket PhotoVoltaics. Et solcellepanel er satt sammen av flere solceller, og flere paneler som er koblet sammen utgjør et solcelleanlegg. Solceller kan benyttes direkte på bygg, i større solcelleparker for elektrisitetsproduksjon eller som strømkilde der det ikke er kraftnett.

I Norge er det vanlig med mindre solcelleanlegg på hytter, og disse er uavhengig av kraftnettet. Solceller er nå også vanligere for næringsbygg og privatbygg, tilkoblet nettet. Eieren kan da selge strøm til strømleverandøren i perioder hvor det produseres mer elektrisitet enn bygget trenger. I Norge kalles slike solstrømprodusenter plusskunder. Plusskundene kjøper strøm de tidene man har behov for dette. Det er derfor ikke nødvendig med batteri for lagring i et solcelleanlegg tilkoblet nettet.

I Norge dimensjoneres gjerne solcelleanlegg til eget bruk, slik at en bruker mest mulig av strømmen selv. Det er vanligvis langt bedre økonomi i dette fremfor at energien selges. Ved dimensjonering av solcelleanlegget, er det nyttig å vite så mye som mulig om energiforbruket i det aktuelle bygget. Ved å se på hvor mye elektrisitet som benyttes de ulike månedene og gjennom et døgn, så kan solcelleanlegget tilpasses dette. Det kan også være mulig å flytte noe forbruk til tider på døgnet hvor det er mer produksjon av solstrøm.


Nøkkeltall og begreper

  • Solceller leverer typisk 100–170 kWh strøm/m2 solcelleareal.
  • Et solcellepanel produserer ca. 700–950 kWh per installert kWp.

Hvor mye strøm man får avhenger av hvor i landet solcelleanlegget er plassert, systemløsning, orientering, helningsvinkel og effektivitet på anlegget.

Hva er kW, kWp, kWh?

kW: Effekten til anlegget
kWp: Effekten til et solcellepanel under standardbetingelser
kWh: Energi fra anlegget


Bruk av solstrøm i Norge

Det ble installert totalt over 11 MWp solceller i Norge i 2016, som betyr en vekst på 366% i forhold til 2015. Det er nettilknyttede solcelleanlegg som utgjør hovedandelen av det totale markedsvolumet, mens ikke-nettilknyttede anlegg utgjør en markedsandel på rundt 10% målt i nominell effekt.

Samlet akkumulert effektkapasitet økte 75% i forhold til 2015 og utgjør tilnærmet 27 MWp ved utgangen av 2016. Akkumulert effektkapasitet for nettilknyttede anlegg utgjør 13,6 MWp. Forutsatt gjennomsnittlig spesifikk produksjon 750 kWh/kWp, gir nettilknyttede solcelleanlegg en stipulert strømproduksjon på ca. 10 GWh/år. Et solcelleanlegg i Norge produserer gjerne 700-950 kWh/kWp.

Kilde: Multiconsult


Bærekraft

Solenergisystemer, både solceller og solfangere, slipper ikke ut CO2 i løpet av driftsårene. Selv om indirekte utslipp av CO2 skjer under andre faser av livssyklusen, er disse betydelig lavere enn de utslippene som unngås. Solceller av silisium er energikrevende å fremstille, men samtidig er det slik at det normalt tar mindre enn to år før solcellene har produsert like mye energi som de trengte i produksjonen, avhengig av anleggsytelse og produksjonssted av solceller. Et solcelleanlegg produserer gjerne strøm i minst 30 år, og har en garantitid på minst 25 år. 

Solceller inneholder enten silisium eller er laget av tynnfilm. Silisium er det nest mest vanlige grunnstoffet i jordskorpen og er ikke helse- og miljøfarlig. Tynnfilm produseres på forskjellige måter, og noen av disse kan inneholde helse- og miljøfarlige stoffer. Dersom du er interessert i å kjøpe tynnfilmsolceller, spør leverandøren om produktet inneholder slike stoffer.

Flere av de største solcelleprodusenter er medlemmer av organisasjoner som PV Cycle, som jobber for å resirkulere solcellepaneler.


Teknologier

Det finnes to hovedgrupper av solceller på markedet i dag; silisium og tynnfilm. Den klart mest utbredte av solcelleteknologiene i dag er waferbaserte solceller laget av silisium. Monokrystallinske solceller er bygget opp av en silisiumkrystall, og overflaten er derfor homogen og ofte svart som innebærer at alt lyset absorberes i solcellen. Multikrystallinske solceller består av flere krystallkorn som gir det karakteristiske fargespillet i overflaten. Som tommelfingerregel kan man si at monokrystallinske solceller har høyere effektivitet, mens multikrystallinske solceller krever mindre energi å framstille og er derfor noe billigere for samme oppgitt effekt. Typisk solcellepaneleffektivitet er 15-20%.

Prinsippet bak tynnfilmteknologi er å deponere meget tynne lag av solceller på et substrat og siden bygge en modul ut fra dette. Tynnfilmsolceller benytter gjerne materialer med direkte båndgap som gjør det mulig å absorbere lyset i et meget tynt lag. De vanligste typene er CupperIndiumGalliumSelenid (CIGS), CadmiumTellurid (CdTe) og ulike silisium-varianter med amorft silisium. Tynnfilmsolceller som er deponert på et fleksibelt substrat er bøyelige, og det muliggjør integrasjon av solcellene i tekstiler, eller i ulike typer turutstyr. Typisk solcellepaneleffektivitet er 8-12 %.

I konsentrert PV (eller CPV) konsentreres sollyset ved hjelp av linser eller speil ned på en liten, meget effektiv solcelle. Dette har to fordeler; for det første kan man dekke en mye mindre del av arealet med de kostbare solcellene (konsentrasjonsfaktorer på 500-1000 x er demonstrert). For det andre vil effektiviteten i solcellen faktisk øke med konsentrasjonsfaktor (opp til et visst punkt). Effektiviteter i overkant av 40 % er vist i laboratoriet ved å kombinere tre eller flere lag av solceller som hver virker effektivt i sin del av solspekteret.

Ulempen med konsentrert PV er at en kun utnytter det direkte sollyset, så slike anlegg opererer best i ørkenstrøk og områder med lite skyer eller fuktighet i luften. I tillegg er installasjon av slike anlegg mer omfattende, da de må installeres med en dobbelakset tracker for hele tiden å peke mot solen. Dette øker imidlertid utbyttet fra solcellen. Ved høy konsentrasjonsfaktor vil man gjerne også trenge kjøling av solcellen for å unngå overoppheting og redusert effektivitet. Paneleffektiviteten ligger rundt 20-40 %.


Noen praktiske hensyn

Skygge på solcelleanlegget fra terreng, vegetasjon, bygninger og andre elementer (lyktestolper, piper, osv.) bør unngås, da dette vil redusere den avgitte effekten.

Før man installerer solcelleanlegget, må man sjekke restlevetiden på taket eller fasaden hvor anlegget skal monteres. Dersom restlevetiden er kort, bør man vurdere å skifte taket/fasaden før anlegget monteres, eventuelt utsette anskaffelsen av solcelleanlegget. Det er også viktig å sjekke at taket/fasaden vil tåle vekten av solcellepanelene. En profesjonell leverandør eller taktekker/tømrer kan bidra med en slik vurdering. En slik beregning skal også ta høyde for vind- og snøbelastning. Et alternativ til ordinære solcellepaneler, er at man velger bygningsintegrerte solceller som erstatning for andre byggematerialer. 
 
Et solcelleanlegg har en antatt levetid på rundt 30 år. Etter at solcelleanlegget er installert er det moderate drift og vedlikeholdskostnader i løpet av levetiden. En god regnskyll fjerner normalt det meste av støv og skitt, men vasking av solcellepanelene kan av og til være nødvendig. Fjerning av snø har som regel lite for seg ettersom strømproduksjonen fra solceller uansett er minimal i månedene november til februar. 

Den største driftskostnaden er knyttet til vekselrettere – det er vanlig å kalkulere med ett bytte av vekselretter i løpet av solcelleanleggets levetid. Med kostnadene raskt på vei nedover for denne teknologien, kan man gå ut i fra at vekselrettere vil være billigere ca. 15 år frem i tid når et slikt bytte vil finne sted. For solcelleanlegg på bolig anbefales en kontroll av anlegget i løpet av det første året ettersom potensielle defekter som regel manifesterer seg ganske raskt. For større anlegg på næringsbygg anbefales en årlig kontroll.