Mälardalens högskola söker en doktorand i energi- och miljöteknik, som ska forska inom området agrivoltaiska solcellssystem där odling och solceller kombineras. Det är en ny tillämpning för solcellssystem i Sverige, som gett mycket stort intresse från media, lantbrukare och solcellsinstallatörer.

Bilder på det forskningssystem vi håller på att installera vid ett projekt vid Mälardalens högskola finns i inlägget “Sveriges första agrivoltaiska solcellssystem på plats“. Projektet finansieras av Energimyndigheten med Kärrbo prästgård, Solkampaniet och SLU som partners. Solcellssystemet har levererats av tyska Next2Sun.

Här är några inslag i SVT från 27 april och 26 februari i år, som handlar om projektet.

Försök med solceller och odling i Italien ger Västeråsforskare råg i ryggen

Sol, gräs och vatten: Unik forskning ska kombinera odling och solenergi utanför Västerås

Lantbrukaren Ulf deltar i forskningsprojekt om hållbarhet: ”Kan bli en komplett hållbar bonde”

Först i Sverige: Odling mellan solpanelerna i unik forskning på Mälardalens Högskola (2021-02-26)

Projektet är även med på IVAs 100-lista 2021 i kategorin cirkulär ekonomi.

På torsdag är det heldag med presentationer av examensarbeten av högskole- och civilingenjörer i energiteknik vid Mälardalens högskola, enligt nedanstående schema. Presentationerna görs via Zoom, där du kan vara med om du finner något av intresse. Kanske hittar du också en blivande ingenjör till ditt företag?

Det är åtta stycken arbeten om solceller. Två handlar om “agrivoltaics”, där odling och solceller samsas på samma mark och ger lantbrukaren två inkomstkällor. Vårt projekt “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” har gett rekordstor uppmärksamhet från media, lantbrukare och installatörer, så det är ett hett ämne.

Två arbeten handlar om dubbelsidiga solcellsmoduler, som blivit vanligare och som passar bra för “agrivoltaics”. Ett arbete redovisar en utvärdering av byggnadsintegrerade solceller (BIPV). Ett arbete handlar om solceller och batterilager. Ett arbete handlar om solceller på villa och ett annat om beräkning av utbytet från solceller med artificiell intelligens (AI). Och så finns förstås flera andra arbeten, som inte direkt handlar om solceller.

Här ett sista minuten tips om webbinarium idag om Solceller på åkermark, som arrangeras av LRF. Jag deltar och berättar bland annat om projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” som leds av Mälardalens högskola.

Debattartikel i Land 29 juni: “Solel ger tio gånger större skörd än energiskog“.

Yteffektivitet

Här är mina uppskattningar av yteffektivitet i form av producerad energi per kvadratmeter. “Agrivoltaics” innebär att man kombinerar solceller och odling på samma mark, se bildexempel här nedan.

Kombination av vall och solceller. Kärrbo prästgård, Västerås. Projekt “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige”, som leds av Mälardalens högskola.

​

Det kom en fråga i forumet om hur vet man att en solcellsmodul i drift ger den effekt man kan förvänta sig och om det är skäl att ha optimerare, för att lättare kunna upptäcka modulfel.

Det bör först konstateras att det är relativt ovanligt att det blir fel på en solcellsmodul i drift. Om det blir ett fel är det troligaste att en bypassdiod går sönder och kortsluts. Om en modul har tre bypassdioder tappar man då en tredjedel av den defekta modulens effekt och spänning. Om man som i frågeställarens fall har 24 moduler betyder det att man tappar 1/72 = 1,4% av systemets effekt. Förändringen i effekt och spänning är så liten att den kan vara svår att upptäcka i system utan optimerare.

Om man av någon anledning skulle tappa produktionen från en hel modul ger det en signifikant lägre strängspänning eftersom man då tappar ca 40-45 V, vilket bör gå att detektera som ett fel i den strängen även utan optimerare. Om man tar två strängar som är anslutna till olika MPPT (maxeffektföljare) i växelriktaren kommer strängarna att ge signifikant olika effekt, vilket också bör gå att detektera som ett strängfel även utan optimerare.

För att identifiera vilken modul som det blivit fel på behöver man mäta på varje modul för sig. Ur den synvinkeln är den felande modulen lättare att identifiera i ett system med optimerare.

Hur påverkar ett modulfel intäkterna?

Låt säga att det är moduler med en effekt på 400 W. Med 24 moduler blir den installerade effekten 9,6 kW. Om det årliga utbytet är i genomsnitt 900 kWh/kW blir den årliga solelproduktionen 8 640 kWh. Med ovanstående fel på en bypassdiod gör det att man tappar 120 kWh/år. Merparten av denna förlorade solel lär för en småhusägare vara ett överskott som matas in till nätet. Anta att värdet på detta överskott är ca 1 kr/kWh, om man har skattereduktionen på 60 öre/kWh för överskottsel. Man förlorar därmed ca 120 kr/år.

Hur stor den totala ekonomiska förlusten blir under systemets livslängd beror på när i tiden felet inträffar. Om felet inträffar långt fram i tiden finns en osäkerhet i om skattereduktionen för överskottsel finns kvar på nuvarande nivå och värdet av den förlorade solelen kan därmed bli lägre än idag.

Ger system med optimerare en högre solelproduktion?

Med optimerare skulle man själv lätt kunna upptäcka ett fel med en defekt bypassdiod enligt ovan. Men det innebär också en högre investeringskostnad och många flera komponenter samt kontakter i systemet som ökar risken för framtida komponent- eller kontaktfel. För oskuggade solcellssystem ger optimerare rimligen marginella skillnader i solelproduktionen. SolarEdge optimerare, som är de vanligaste, har en viktad verkningsgrad på 98,8%. Man förlorar alltså 1,2% av effekten i optimerare, som i teorin mer eller mindre kan kompenseras av minskade mismatchförluster mellan modulerna.

I den danska studien ”The Impact of Optimizers for PV-Modules” från 2019, där man jämförde solcellssystem med och utan optimerare visade mätningarna att solcellssystem utan optimerare gav ett något högre utbyte än system med optimerare, trots att systemet med optimerare enligt specifikationer av växelriktarnas och optimerarnas verkningsgrad hade 1,1 procentenheter högre verkningsgrad. Den danska studiens slutsats blev att system med optimerare ger ett högre utbyte endast i fall då en eller flera solcellsmoduler är helt skuggade under en stor del av dagen eller om modulerna i en sträng har olika orientering. Dessa situationer kan vanligen undvikas genom en lämplig layout av systemet.

Slutsats

Slutsatsen blir att välja optimerare för att lättare kunna upptäcka modulfel är ett svagt skäl för att välja optimerare.

Kom en fråga i forumet om man kan ha 14 solcellsmoduler i en sträng och 16 moduler i en annan, parallell sträng kopplad till samma MPPT (maxeffektföljare)?

Ja, det är möjligt om effekten ligger inom växelriktarens arbetsområde, men det är inte optimalt om man har en strängväxelriktare blir det korta svaret.

När en sträng ansluts till en växelriktares MPPT försöker växelriktaren hitta den punkt på spänning-ström-kurvan som ger högst effekt. Effekten ges av strömmen multiplicerat med spänningen. Strömmen blir densamma oavsett antalet moduler i en sträng. Däremot kommer spänningen att bero på antal moduler, där varje ny modul i strängen ger en ökad spänning. En sträng med 16 moduler kommer därmed att ge 14% högre spänning och effekt än en sträng med 14 moduler.

Diagrammet visar var maxeffektpunkterna ligger för en enskild oskuggad sträng med 14 respektive 16 moduler vid STC (Standard Test Conditions, solinstrålning 1000 W/m² mot modulplanet och solcelltemperatur 25°C). Jag använde data för en 325 W modul med I_mp = 9,68 A, V_mp = 33,6 V, I_sc = 10,2 A och V_oc = 41,1 V. Värdena spelar mindre roll utan det visar principen att maxeffektpunkten ligger på olika spänningar om man har 14 respektive 16 moduler. Om man ansluter dessa två strängar till samma MPPT måste växelriktaren välja en arbetsspänning och därför kan det inte bli en optimerad spänning för båda strängarna. Det gör att anläggningen kommer att producera lägre effekt än vad som är summan av möjlig effekt om strängarna vore anslutna till varsin MPPT.

Om man nödvändigtvis vill ha olika antal moduler i strängarna kan det lösas genom att

• Ansluta strängarna till två olika MPPT.
• Använda optimerare på modulerna. Det är då möjligt att ha olika antal moduler och orientering i parallella strängar.
• Använda mikroväxelriktare som sätts på varje modul.

Ström-spänning-kurvor för strängar med 14 solcellsmoduler  (sträng 1) respektive 16 solcellsmoduler (sträng 2) vid STC (Standard Test Conditions). Mp1 och Mp2 markerar maxeffektpunkterna för de olika strängarna om de skulle vara anslutna till varsin MPPT (maxeffektföljare). I_sc är kortslutningsströmmen och V_oc spänningen för öppen krets.

Här kommer en artikel från gästskribenten Carl Ponnert, från laddsmart.se, som reder ut om det går att ladda en elbil med enbart solel. Det är för de flesta ännu ett framtidsscenario men som kommer att bli en allt vanligare frågeställning i en snar framtid för många.

Har man ett engagemang för klimat och hållbarhet ställs man förr eller senare inför denna fråga: Hur kan solcellerna samarbeta med elbilen? Båda teknikerna är kloka val som nu snabbt också blir ekonomiskt fördelaktiga, men hur går de att kombinera? Här går vi igenom vad som är möjligt och vad som krävs för att det ska fungera.

Idén är mycket tilltalande: Om man kunde fånga in solens strålar med sin egna solceller och föra över energin till sin egen elbil – då är man ju ett steg närmare drömmen om självförsörjning för bilen. Det kan även vara smart rent ekonomiskt: Solenergin som du använder själv ger en större besparing per kWh än intäkten du får för varje kWh som du säljer till marknaden.

Kan man ladda elbilen med el från solceller?

Ja, det kan man, men det här området är lite mer komplicerat än vad man kanske skulle kunna tro. Det är inte säkert att man bara kan dra en kabel från solcellerna till elbilen.

Den första komplikationen är att solen typiskt sett inte skiner när man vill ladda bilen. Det vanligaste för den som har både solceller och elbil är därför att man förvisso laddar elbilen med sin egen solenergi när detta är möjligt, men under övrig tid säljer man sin solenergi till elnätet under soliga dagar, och så köper man el nattetid för att ladda elbilen.

Och det är nog en helt okej lösning för de flesta, men om man verkligen vill vara säker på att ladda elbilen med sin egenproducerade solenergi, finns det ändå några olika lösningar att välja på.

Mellanlagra solenergin i ett solcellsbatteri

Om du verkligen vill använda elen som solcellerna skapar på dagen till att tanka elbilen på natten, då behöver du lagra energin någonstans under mellantiden. Ett sätt är att koppla ett solcellsbatteri till solcellerna. Då laddas solcellsbatteriet när solen skiner, och sedan laddas det ur när elbilen är inkopplad.

Gott så, men med den här lösningen vet du ändå inte säkert att elen från solcellsbatteriet verkligen går till elbilen. Den kommer även att gå in i hushållets övriga behov under tiden som bilen laddas. De övriga behoven kan förvisso vara ganska begränsade nattetid, men det kanske ändå inte är helt perfekt.

Lägg till en smart laddbox

Vill du försäkra dig om att solenergin verkligen går till elbilen, behöver du även koppla in en smart laddbox. Då kan laddboxens inbyggda intelligens se till så att solcellsbatteriet laddas ur enbart till elbilen. Elbilen behöver visserligen rätt stor effekt för att laddas snabbt, och batterier som klarar stora effektuttag kostar en del. Men man måste ju inte ladda elbilen med 22 kW, som är maxvärdet för normala trefas laddboxar för hemmabruk. Har man hela kvällen och natten på sig, eller kanske till och med flera nätter mellan körningarna, då går det jättebra även med lägre effekt. Även med 9 kW laddningseffekt, vilket är en mer rimlig siffra för laddning med vanlig hushållsel i trefas, tar det till exempel 6 timmar att “tanka” 54 kWh. Det motsvarar åtminstone 25 mils körning, och för mindre bilar räcker det till full tank.

Ladda bilen när solen skiner

Om både du och bilen har möjlighet att vara hemma under dagtid, kan du ställa in laddboxen så att elen från solcellerna går direkt till laddningen av elbilen utan mellanlagring. Om solen inte skiner varje dag är det i sig inget problem, då är det bara att koppla in elnätet och ladda med köpe-el. Däremot finns det ytterligare ett problem för den som helt säkert vill mata elbilen från solcellerna – se nästa avsnitt om trefas respektive enfas.

Solcellernas trefas till bilens enfas

Solcellernas växelriktare levererar ström i tre faser, men det är inte alla elbilar som kan ta emot laddning i tre faser. I fallet enfasladdning kommer strömmen i två av solcellernas faser att skickas in i elnätet och säljas på elmarknaden, i stället för att gå in i din elbil. Dessutom kan det hända att laddboxen vill ha mer ström än vad solcellerna producerar, för att leverera sin maxeffekt (kan undvikas genom att man ställer in en lägre effekt i laddboxen). Då kommer du att köpa el från elnätet för att fylla på i den fasen – samtidigt som du säljer el i de andra två faserna. Resultatet är då i praktiken att du säljer din el och köper tillbaka den i samma sekund, efter diverse avgifter och påslag.

Lösningen på den problematiken har vi redan antytt: Du måste ha en bil som kan laddas med trefas. I nuläget har bara en handfull modeller den tekniken, men fler är på ingång och när du läser detta kan situationen ha förändrats. För att veta om just din elbil kan laddas med trefas kan du leta i handboken eller fråga din bilhandlare.

Glöm inte skatteavdragen – det finns flera

Du kanske redan vet det, men det är värt att påminna om: Du kan få en skattereduktion för var och en av delarna i det system som vi skissade på ovan: solcellerna, solcellsbatteriet och den smarta laddboxen. Det är skattereduktionen för Grön teknik som gäller för alla tre, och skattereduktionen gäller kostnader för arbete och material upp till 50 000 kronor per år och person. Inget hindrar förstås att du delar upp arbetet över flera år och tar en del av systemet i taget. Skatteavdraget fungerar på liknande sätt som med rot och rut, du får alltså avdraget direkt på fakturan från företaget som utför installationen (din utförare). Företaget begär sedan utbetalning från Skatteverket.

Laddboxar som fungerar väl med solceller

Zappi V2

Zappi V2 är den okrönte kungen bland laddboxarna för dig med solceller. Detta då den är specialanpassad för solceller. Den här laddboxen kan nämligen optimera laddningen av elbilen och välja egenproducerad el från solceller (eller ett vindkraftverk) när det är möjligt. Den kan även lägga ihop el från solcellerna med hushållets el upp till maxeffekten och på så sätt faktiskt åstadkomma laddning upp till 22 kW, vilket är det högsta som går att få i en normal laddbox för hemmiljö, men som elsystemet hemma sällan kan leverera. Laddboxen kan skötas från en smart app i mobilen.

Easee Home

Easee Home är en norsktillverkad laddbox som har funktioner för att kunna samarbeta med solceller. Precis som laddboxen ovan har den max laddningseffekt på 22 kW, uppkoppling via WiFi eller 4G, och en smart app i mobilen.

Vill du jobba med solenergi på Mälardalens högskola, som blir Mälardalens Universitet från 1 januari 2022? Vi söker en biträdande lektor inom solenergi.

Sista ansökningsdag är 30 december 2021.

Läs mer: Biträdande universitetslektor inom solenergi för hållbara energisystem

Kombination av vall och solceller. Kärrbo prästgård, Västerås. projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” som leds av Mälardalens högskola.

2021 var sannolikt första året som mer än 1 TWh solel producerades i Sverige. En milstolpe för solenergi i Sverige.

I nyheten Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris anger Energiföretagen att “Solkraften uppskattas år 2021 till 1,5 TWh, en ökning med 38 procent jämfört med år 2020 då den gav 1,1 TWh.”.

Regeringen publicerade den 28 december 2021 “Genomförande av elmarknadsdirektivet när det gäller nätverksamhet” bland annat detta förslag till lagändring i en lagrådsremiss.

” Kravet på att en mikroproducent ska vara nettoanvändare av el för att
undantas från nätavgiften för inmatning av el på elnätet ska utgå.

…

Regeringens förslag: En mikroproducent ska kunna undantas från
nätavgiften för inmatning utan att vara nettoanvändare av el.”

På s 396 i lagrådsremissen i bilaga 8 som innehåller “Förslag till elmarknadslag” förklaras vad man menar med mikroproducent, som inte har någon entydig definition i lagtexterna då en annan gräns gäller för skattereduktion för överskottsel som matas in till nätet.

“22 § En elanvändare som har ett säkringsabonnemang om högst
63 ampere och som producerar el vars inmatning kan ske med en effekt
om högst 43,5 kilowatt ska inte betala någon avgift för inmatningen”

Det var en välkommen nyhet, där lagändringarna föreslås börja gälla 1 juli 2022. Det betyder att småhusägare kan fylla sina tak med solceller utan att behöva tänka på risken att bli nettoproducent och att därmed behöva betala en årlig avgift till nätägaren för inmatningsabonnemanget, om lagförslaget går igenom.

Skrev ”Om några år 10% solel i svensk elmix under bästa timmen” i januari 2020. Visar sig att det bör ske under 2022. Från att svensk solel för låt säga fem år sedan var tämligen osynlig börjar den nu göra avtryck i landets elstatistik, vilket visar att svensk solel är på stark frammarsch.

Under 2021 matades 0,640 TWh solel in till nätet enligt Svenska Kraftnäts elstatistik, se fördelning per månad jämfört med åren 2016-2019 i nedanstående diagram. Det är en ökning med 40% jämfört med föregående år. Den bästa timmen kl. 11-12 den 30 maj svarade solel för 5,42% av den el som matades in till nätet och timmen kl. 12-13 den 25 juli svarade inmatad solel till nätet för 5,90% av den totala elanvändningen i Sverige.

En knepighet är dock att en avsevärd andel av den solel som produceras i Sverige är egenanvänd av solcellsägarna. Den egenanvända solelen matas inte in till nätet och därmed saknas den i Svenska Kraftnäts statistik. Det finns inget exakt värde på hur mycket solel som är egenanvänd i Sverige. I projektet ”Utvärdering av egenanvändning av solel i Sverige” samlade vi (Mälardalens högskola, HESAB, Tekniska Verken Linköping Nät och Vattenfall med ekonomiskt stöd från Energimyndigheten) in data från 930 anläggningar, däribland från denna bloggs läsare. Av dessa var 419 användbara när det gäller beräkning av egenanvändning på helårsbasis för 2018. Egenanvändningen var 35,9% i genomsnitt under 2018. För 359 anläggningar under 20 kW var den 35,5% och för 60 anläggningar i intervallet 20-1000 kW var den 40,7%.

Under 2021 närmade sig antalet solcellsanläggningar gissningsvis 100 000 i Sverige och det är därför ett frågetecken hur representativa resultaten för egenanvändning från 2018 är. Under senare år har tillkommit en del solcellsparker där all el matas in till nätet och storleken på småhusanläggningar har ökat med minskad egenanvändning som följd. Men låt oss anta att egenanvändningen är i genomsnitt 30-40%. Det skulle då innebära att under timmen med högst andel solel skulle den motsvara 7,7-9,0% av Sveriges elproduktion respektive 8,4-9,8% av Sveriges totala elanvändning under 2021.

I ett diagram här nedan visas utvecklingen av andel solel som matas in till nätet för åren 2017-2021. Med samma utveckling som under 2021, motsvarande en ökning med ca 40%, kommer andelen solel inmatad till nätet att under 2022 svara för 7,1% av Sveriges elproduktionen respektive 7,6% av den svenska elanvändningen den timme det är högst andel solel. Antaget en egenanvändning på 30-40% bör därmed 10% passeras under 2022 både vad gäller Sveriges elproduktion och total elanvändning under timmen med högst andel solel. En tjusig milstolpe i sådana fall.

I ett varaktighetsdiagram här nedan visas hur många timmar solel inmatad till nätet är över en viss andel av Sveriges elproduktion. Under 100 timmar svarade inmatad solel för minst 3,6% av Sveriges elproduktion och under 1000 timmar var det minst 1,59% inmatad solel i Sveriges elproduktion 2021.

Vi är visserligen en bra bit efter Tyskland där solel svarade för 9,9% av 2021 års elproduktion enligt nedanstående diagram, men solel är på stark frammarsch i Sverige och knappar in något på Tyskland vad gäller installerad solcellseffekt per invånare.

Förbättrad statistik önskas

I pressmeddelandet ”Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris” anger Energiföretagen att “Solkraften uppskattas år 2021 till 1,5 TWh…”. Med tanke på att 0,64 TWh matades in till nätet under 2021 enligt Svenska Kraftnäts elstatistik skulle det krävas en egenanvändning på 57% för att den totala solelproduktionen skulle vara 1,5 TWh. Det är en orimligt hög egenanvändning enligt ovan nämnda studie och det känns besvärande att inte ens branschorganisationen Energiföretagen vet hur mycket solel som produceras i Sverige.

Antaget en egenanvändning på 30%-40% var den svenska solelproduktionen 1,0±0,1 TWh under 2021. 1 TWh motsvarar 0,6% av den svenska elproduktionen under 2021 som var 165,6 TWh och 0,7% av Sveriges elanvändning som var 140,3 TWh, med hänsyn tagen till 25,3 TWh nettoexport, enligt Energiföretagens pressmeddelande.

Man ser ibland nämnas att vi har 1% solel i svenska elmixen, men det verkar som att vi inte nått dit än.

• Det är önskvärt att en metod tas fram för att bättre uppskatta total egenanvänd solel i Sverige för att veta med bättre noggrannhet hur mycket solel som produceras i Sverige.
• Ett alternativ skulle vara ta fram statistik för specifika energiutbytet för solcellsanläggningar i form av kWh/kW per år och att med hjälp av installerad effekt uppskatta svensk solelproduktion.

  Men där blir osäkerheten idag än större då statistik för installerad effekt bara tas fram en gång per år, vilket gör att det inte framgår hur den installerade effekten förändras under året. I Storbritannien finns öppen statistik för installerad effekt per månad, något för Sverige att ta efter.

  Dessutom finns osäkerheter i hur stort det specifika energiutbytet är i genomsnitt eftersom ingen nationell insamling görs av sådana data, då de för det mesta ligger bakom elmätaren. En vägledning ger examensarbetet “Photovoltaic system yield evaluation in Sweden: A performance review of PV systems in Sweden 2017-2018” av Eric Schelin, där jag var handledare, men det skulle behövas en uppdaterad studie av det specifika energiutbytet för svenska solcellsanläggningar.

Klicka på nedanstående diagram för att se dem i större skala.

Solel inmatad till elnätet i Sverige per månad under åren 2016-2021. Data från Svenska Kraftnäts elstatistik och Mimer.

Andel solel inmatad till nätet i Sverige under årets högsta timme under åren 2017-2021. Bearbetade data från Svenska Kraftnäts elstatistik.

Antal timmar överstigande viss andel solel av Sveriges totala elproduktion under åren 2017-2021. Beaarbetade data från Svenska Kraftnäts elstatistik.

Andel solel av Tysklands elproduktion per år. Källa: Energy-Charts från Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE.

Klicka på länk här nedan för att se denna digitala utställning vid Mälardalens universitet (MDU) där Jinyue Yan och jag som forskar inom framtidens energi deltar.

Framtidens energi genom ForskarFönster – Universitetsbibliotekets utställning om MDU:s forskning

Med Solsken i blick

Från tidigare lagrådsremiss har regeringen vidare med en proposition från den 17 mars om “Genomförande av elmarknadsdirektivet när det gäller nätverksamhet“. Regeringen skriver att “Elanvändare ska i vissa fall kunna ansluta mikroproduktionsanläggningar till elnätet utan att betala någon avgift till nätföretaget.” En hake med denna formulering är att mikroproduktion saknar en entydig definition.

I propositionen klargörs vad man menar:

11 § En elanvändare som har ett abonnemang för en säkring om högst
63 ampere ska inte betala någon avgift för att ansluta en produktionsanläggning som
1. producerar el vars inmatning kan ske med en effekt om högst
43,5 kilowatt, och
2. ansluts
a) där en anläggning för användning av el redan är ansluten, och
b) med en effekt som inte överstiger uttagsabonnemangets effekt.

Det betyder att småhusägare kan fylla sina tak med solceller utan att behöva tänka på risken att bli nettoproducent och att därmed behöva betala en årlig avgift till nätägaren för inmatningsabonnemanget, om lagförslaget går igenom. Äntligen får vi säga. Frågan har varit under diskussion i flera år och bra att man nu kommer till skott. Med tanke på framtida ökad elanvändning i Sverige kommer vi att behöva ny elproduktion och vi bör underlätta för alla husägare att genom egna solcellsinstallationer bidra till detta.

Lagändringarna föreslås träda i kraft den 1 juli 2022. Det framgår inte när omröstning sker i riksdagen om propositionen, men det bör bara vara en formsak.

7 april hålls “Branschdagen för värmländskt livsmedel” i Karlstad. Dagen vänder sig enligt programmet till “Företagare i branschen, beslutsfattare, kostansvariga och tjänstepersoner i kommuner och Regionen.”

Jag håller ett digitalt föredrag om “Solel för livsmedelskedjan”.

Sista dag för anmälan är 4 april.

Idag kom statistiken från Energimyndigheten över nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige. Under 2021 installerades 26 541 anläggningar med en total installerad effekt på 503,4 MW, vilket är nya rekord. Det är en ökning med 21% av antal installerade anläggningar under året och 29% av installerad effekt jämfört med 2020. Det visar att vi i genomsnitt installerade lite större anläggningar under 2021. Vi ser att anläggningar över 1 MW effekt ökade från 22 till 60 under 2021 och att de ökade från 9,1% av den installerade effekten under 2020 till 15,1% under 2021. Solcellsparker är med andra ord på frammarsch.

Totalt fanns vid årsskiftet 92 360 anläggningar med en installerad effekt på 1,59 GW. Den installerade effekten per invånare ökade med 45% från 105 W/invånare 2020 till 152 W/invånare 2021.

Hur stor andel av den svenska elproduktionen och elanvändningen som är solel går det inte att få fram exakta uppgifter om eftersom den egenanvända solelen inte mäts på nationell nivå och eftersom vi inte vet i detalj hur den installerade effekten ökade under året. Svenska Kraftnät mäter endast den el som matas in till nätet och statistik för installerad solcellseffekt redovisas av Energimyndigheten bara för 31 december varje år.

Anta att utbytet för de svenska solcellsanläggningarna i runda slängar var i genomsnitt 900 kWh/kW under 2021 och att den installerade effekten i genomsnitt var 1,34 GW under 2021, beräknad som medeltalet av installerade effekt vid utgången av 2020 respektive 2021. Det skulle då ge 1,21 TWh solel under 2021. Den svenska elproduktionen var 165,6 TWh under 2021 och elanvändningen var 140,3 TWh enligt Energiföretagens pressmeddelande ”Elåret 2021. Från rekordlågt till rekordhögt elpris” från 27 januari.

Vi får då att svensk solel under 2021 svarade för 0,73% av elproduktionen och 0,86% av den svenska elanvändningen. Vi får ta värden med en nypa salt då det finns osäkerheter i de gjorda antagandena, så vi får avrunda till 0,6-0,8% av elproduktionen och 0,8-1,0% av elanvändningen.

Bäst när det gäller solel i Europa är Tyskland med 58,98 GW installerat som svarade för 9,9% av deras elproduktionen under 2021 enligt tyska energy-charts.info. Det gör 703 W/invånare enligt min beräkning, vilket är en ökning från 648 W/invånare under 2020 enligt IEA PVPS rapport ”Trends in photovoltaic applications 2021”. Att tänka på är att solstrålningen på årsbasis är ungefär lika i södra halvan av Sverige som i norra halvan av Tyskland, så det finns en stor potential för ökning av solenergi i Sverige.

Införande av skattereduktion för grön teknik i januari 2021 bidrog till att det inte längre blev någon kö som det gjorde i det tidigare investeringsstödet, vars storlek begränsades av en årlig statlig budget. I nuläget har det som händer i omvärlden gett en rusning efter egen elproduktion både hos privatpersoner och i önskemål från politiker i Europa. Vi kan därför förvänta oss nya rekord för solceller under 2022.

Tabellen är framtagen med hjälp av data från Energimyndighetens statistikdatabas “Nätanslutna solcellsanläggningar“. I diagrammet framgår att den installerade effekten för <20 kW och 20-1000 kW följs åt relativt väl under åren 2016-2021, där <20 kW ökat något mer än 20-1000 kW under 2020-2021.

Totalt installerad effekt för nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige per effektklass och totalt, enligt data från statistikdatabsen Nätanslutna solcellsanläggningar, Energimyndigheten.

Med 393 kWh solel under mars blev det nytt rekord för mars för vår solcellsanläggning. Det klart högsta värdet under 2016-2022 för vår utbyggda anläggning på 4,8 kW.

Svenskt rekord för solstrålning i mars

Solstrålningen var hög i Sverige under mars. Vid SMHI:s mätstation i Norrköping var solstrålningen 95,3 kWh/m², att jämföra med fjolårets 76,2 kWh/m² och medelvärdet på 72,0 kWh/m² under perioden 1991-2020. Årets mars i Norrköping hade därmed 33% högre solstrålning än medel för 1991-2020. Det högsta värdet för Norrköping på 101,1 kWh/m² sedan 1975 är från 2013 då merparten av SMHI:s 17 svenska mätstationer för solstrålning slog rekord.

Stockholm hade 93,4 kWh/m² under mars, som är nära det högsta värdet på 96,3 kWh/m² sedan starten 1922, och 37% högre än medelvärdet på 68,1 kWh/m² under 1991-2020.

I Lund blev det nytt präktigt rekord för mars med 102,1 kWh/m², 43% högre än medel för 1991-2020. Det tidigare rekordet från 2003 var på 91,2 kWh/m².

Även Visby med 106,8 kWh/m² under mars slog nytt rekord, då det tidigare högsta för mars sedan starten 1955 var 104,0 kWh/m². 43% högre än medel under 1991-2020.

Snäppet högre var Hoburg på Gotlands sydspets med 111,0 kWh/m², vilket är det högsta uppmätta värdet någonsin under mars för SMHI:s stationer. Hoburg började mäta solstrålning 2013. Karlstad hade det tidigare rekordet med 107,8 kWh/m² år 1969. I år fick Karlstad nöja sig med 87,9 kWh/m², vilket är 21% över medelvärdet 1991-2020.

Kanske slogs rekord på flera platser. Kollade inte in flera av mätstationerna.

Ser att flera dagstidningar har en artikel om nya solrekord under mars när det gäller antal soltimmar. Läs inlägget Samband soltimmar och solstrålning? om varför solcellsägare ska använda data för solstrålning (kWh/m²) vid jämförelser mellan olika orter och inte soltimmar.

Diagram och tabell

Nedanstående diagram visar vår solelproduktion per månad sedan starten den 27 november 2015 för vår utbyggda solcellsanläggning.

En tabell med globalstrålning visar uppmätta värden vid SMHI:s mätstationer för solstrålning mot en horisontell yta under 2021. Där kan man även se högsta och minsta uppmätta värden under de år stationerna varit i drift. Det finns ingen färdig tabell för mars 2022 ännu. Därför hämtade jag timdata för globalstrålning från SMHI webbsida “Ladda ner meteorologiska observationer” och räknade ut månadsvärden för mars 2022.

Solelproduktion per månad hemma hos oss sedan starten för den utbyggda solcellsanläggningen 27 november 2015.

Solstrålning i mars föregående år (2021) mot horisontell yta enligt mätningar vid SMHI:s mätstationer. Från SMHI:s webb.

I samband med ett inslag om FN:s vetenskapliga klimatpanels (IPCC) nya alarmerande rapport sände TV4 nyheter även ett inslag om ett pågående forskningsprojekt om “agrivoltaics” som leds av Mälardalens universitet: Unikt svenskt projekt prövas: Solpark testas på lantbruk.

Agrivoltaics går ut på att jordbruk och solelproduktion samsas på samma jordbruksmark. Därmed finns en möjlighet att lösa den konflikt som finns när solcellsparker etableras på jordbruksmark. Jordbrukarna får dessutom dubbla intäkter, från jordbruket och från solelproduktionen, vilket bör vara mycket välkommet för jordbrukarnas ekonomi.

Projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” vid Kärrbo prästgård utanför Västerås är det första forskningsprojektet om agrivoltaics i Sverige. I andra länder är forskning inom agrivoltaics mer intensiv. I exempelvis Tyskland har Fraunhofer ISE publicerat “Agrivoltaics: opportunities for agriculture and the energy transition. A guideline for Germany” i oktober 2020. I denna rapport beskrivs den stora potentialen för agrivoltaics på detta sätt:

“High Potential Evident
Among all approaches of integrated PV, agrivoltaics harbors the greatest potential. Only around four percent of arable land is needed to cover Germany’s current total electricity demand (final energy) on the balance sheet (ca. 500 GWp installed capacity). According to an initial assessment by Fraunhofer ISE, the technical potential of agrivoltaics in Germany alone is around 1700 GWp , based on shade-tolerant crops in category I for the most part. If only ten percent of these 1700 GWp were to be utilized, the current PV capacity in Germany would more than triple. From an energy perspective, the dual use of arable land for crop and energy harvesting is considerably more efficient than just growing plants for energy alone, which presently amounts to 14 percent of the agricultural land in Germany.”

Kombination av vall och solceller. Kärrbo prästgård, Västerås. projektet “Utvärdering av det första agrivoltaiska systemet i Sverige” som leds av Mälardalens högskola.

Länstyrelsen i Hallands län anordnar en digital minikonferens om solcellsparker på mark 8 april. Ett i högsta grad aktuellt ämne. Kommer att delta med ett föredrag om “agrivoltaics”. Sista dag för anmälan är i morgon onsdag, 6 april.

I inbjudan skriver man.

Vi på Mälardalens universitet söker en “postdoc” inom “agrivoltaics” och energisystemoptimering. Vår framtida elanvändning i Sverige kan fördubblas inom de närmaste 30 åren enligt scenarior från Svenska Kraftnät om vi ska elektrifiera industrin och transporter. En stor fråga är hur denna el ska produceras och var. Det kommer att uppstå konflikter när det gäller markanvändning. “Agrivoltaics” har potentialen att lösa konfliken mellan jordbruk och solelproduktion på jordbruksmark, inte bara i Sverige utan även på många andra håll i världen. “Agrivoltaics” har därför blivit ett hett forskningsområde där vi vill förstärka vår forskning vid Mälardalens Universitet.

Här är platsannonsen: Postdoktor i agrovoltaik och energisystemoptimering.

”Direktiv samarbetsprojekt Klimat och energi” i nya regeringens Tidöavtalet, som släpptes idag, omfattar 6,5 sidor av det 62 sidor långa dokumentet. Drygt fem sidor handlar om energi medan klimat bara får en dryg sida.

När det gäller elproduktion vill man storsatsa på kärnkraft, ge skattelättnader för kraftvärme, pausa omprövning av miljötillstånden för vattenkraft, stoppa stöd till elnätanslutningar för havsbaserad (felstavat “vindbaserad” i avtalet) vindkraft och för solenergi vill man se över kraven för bygglov för ”integrerade solceller”. Man vill dessutom förstärka stöden för energieffektivisering till privatpersoner, pausa utbyggnaden av exporterande elkablar, ge högkostnadsskydd till ”drabbade hushåll och företag” på grunda av höga elpriser och vill på sikt ha ett elprisområde i Sverige,

Under klimat ska politiken ”stämmas av mot forskningen och baseras på fakta”. Här återkommer att stötta ny kärnkraft och man vill ha ett program för internationella klimatinvesteringar, bygga ut laddinfrastrukturen, förenkla och förkorta miljötillståndsprövningen och utforma styrmedel för koldioxidinfångning.

Förnybar energi styvmoderligt behandlad

Någon sa på radion att det var en mörk dag idag och åtminstone gäller det för Tidöavtalets ambitioner för klimat och energi. Tidöavtalet är ett mycket andefattigt dokument när det gäller förnybar energi. Det räcker med att titta på rubrikerna för att inse det. Här nämns ”ny kärnkraft”, ”bättre förutsättningar” för kraftvärme och vattenkraft, men för vind och sol får man nöja sig med rubrikerna ”vindkraft” och ”solenergi”. Med andra kan vi inte förvänta oss en politik som ger bättre förutsättningar för vind och sol. Myntade under Almedalsveckan i år att det är som att tro på jultomten att tro på ny kärnkraft inom en nära framtid. Ny kärnkraft i drift i Sverige lär vi inte se inom det närmaste årtiondet. Forskningen som sammanställts av FN:s vetenskapliga klimatpanel IPCC säger att vi måste minska världens koldioxidutsläpp drastiskt till 2030. Med den tidshorisonten är kärnkraft inte lösningen så nya regeringen verkar inte leva som man lär när man säger att politiken ska ”stämmas av mot forskningen och baseras på fakta”.

I inledningen sägs två gånger att nya regeringen har som mål att ”återupprätta elsystemet”. Lever vi i samma land? Sverige har aldrig har haft så gott om el som idag. Ifjol var nettoexporten av el från Sverige 25,6 TWh, vilket var 15% av den svenska elproduktionen på 166 TWh. I år har utländsk media uppmärksammat att Sverige under första halvåret med 16 TWh var den största elexportören i Europa. Ser i skrivande stund 22:15 att Sveriges nettoexport av el är 4,99 GW, vilket är dryg 29% av den totala elproduktionen på 16,92 GW enligt Svenska kraftnäts kontrollrummet. En prognos från Svensk vindenergi är att vindkraften i år förväntas producera rekordhöga ca 35 TWh och den kan passera 50 TWh under 2024. Solkraft går mot nytt rekordår under 2022, om än från en mycket blygsammare nivå än vindkraft, men potentialen för solkraft är stor även i Sverige.

Energi

Rubrikerna i Tidöavtalet är

• Förutsättningar för investeringar i ny kärnkraft
• Utred återstart av planerbar elproduktion i södra Sverige
• Nytt energipolitiskt mål
• Nya regler för elmarknaden
• Styrning av myndigheter, statliga verk samt ny forskningsinriktning
• Lagändringar för ny kärnkraft
• Bättre förutsättningar för kraftvärmen
• Bättre förutsättningar för vattenkraften
• Vindkraft
• Solenergi
• Energieffektivisering
• Högkostnadsskydd, stöd till energibesparing och sänkta elpriser
• Energimyndigheten

När det gäller solenergi är skrivningen endast tre meningar enligt nedan. Magrare, mer ambitionslös och mera okunnig skrivning om denna expansiva bransch önskemål är det svårt att tänka sig. Fick idag ett mail från två 14-åriga högstadietjejer som var mer innovativt när det gäller användning av solenergi än den nya regeringens Tidöavtal.

”Teknikutvecklingen för solceller är just nu mycket snabb. Kravet på bygglov för integrerade solceller ses över. Inom ramen för energiforskningen avsätts medel för att utveckla metoder att återvinna uttjänta solceller.”

Med integrerade solceller menas väl byggnadsintegrerade solceller. Det installeras redan många solcellsanläggningar på byggnader, i år har antalet solcellsanläggningar på byggnader passerat 100 000 i Sverige. Att se över kraven på bygglovet för byggnadsintegrerade solceller kan visserligen vara bra, men det är långt ifrån det önskemål som står högst upp på listan från solcellsbranschen. Det är inte heller det största hindret för en större marknad för byggnadsintegrerade solceller och skulle därmed inte ge något större lyft för solelproduktionen i Sverige. Förslaget om forskning på återvinning kommenteras under rubriken forskning.

Läs mer i Tidöavtalet.

Klimat

Rubrikerna i Tidöavtalet är

• Översyn av stöd och styrmedel för ökad effektivitet
• Laddinfrastrukturen byggs ut
• Miljötillståndsprocesserna förenklas och förkortas
• Förslaget om CCS (koldioxidinfångning) genomförs

Läs mer i Tidöavtalet.

Forskning

Som solcellsforskare vid Mälardalens universitet noterar jag Tidöavtalets skrivningar om forskning när det gäller energi och klimat:

• ”Där så är relevant bör nära samverkan med svenskt näringsliv, den offentliga sektorn samt civilsamhälle och forskning eftersträvas”.
• ”Energiforskningen ska inriktas på att möjliggöra en effektiv klimatomställningen och att stärka svensk konkurrenskraft. En ny energiforskningsproposition läggs fram som innebär att energiforskningen läggs om i grunden, för alla fossilfria energislag där kärnkraften har en självklar plats.”
• ”Inom ramen för energiforskningen avsätts medel för att utveckla metoder att återvinna uttjänta solceller.”
• ”Klimat… Politiken måste stämmas av mot forskningen samt baseras på fakta.”

Man kan undra vad man tänker sig när det gäller att lägga om energiforskningen ”i grunden”. Vi kan nog utgå att man vill öka stödet till forskning inom kärnkraft. Vad det innebär för forskning inom förnybara energi framgår inte. Att man för solenergi vill stödja att utveckla metoder för att återvinna solceller har sitt värde, men det ger ingen ny elproduktion och det är märkligt att detta är det enda detaljområde man pekat ut inom energi och klimat.

Om man ska tolka solceller bokstavligt är det dessutom inte lätt i praktiken att återvinna just solcellerna och kanske inte ens intressant att efter 25-30 år eller så utvinna uttjänta solceller med betydligt lägre verkningsgrad än nya. Däremot är det bra att återvinna övriga material i en solcellsmodul som aluminiumram, glas, polymera material etc. Var 2020 handledare för Stephanie Andersson som gjorde examensarbetet ”Återvinning av solcellsmoduler i Sverige – En undersökning av de energitekniska, ekonomiska och politiska förutsättningarna” vid dåvarande Mälardalens högskola, som i år blivit universitet. I rapporten skriver Stephanie att ”Inom den Europeiska unionen regleras förbrukade moduler inom WEEE-direktivet som kräver att 85% av solcellsavfallet samlas in varav minst 80% av det insamlade avfallet ska förberedas för återanvändning eller materialåtervinning.”