Hvad er Solceller

Solceller: Få overblikket her

Solen er forudsætning for alt liv på jorden, og solen er den største indirekte kilde til mange forskellige typer af energi. Solenergi er en type af vedvarende type, der anvender solens stråler direkte som energikilde til at producere elektricitet eller varme. Til at opsamle energien fra solstrålerne bruger man solceller eller solpaneler. Vi gennemgår i artiklen solceller fra A – Å.
22/6 2020

Solenergi er ikke det samme som solvarme

I Danmark bruger vi solens energi på to måder. Vi bruger solfangere eller solpaneler til at opvarme vores bygninger og boliger og til at producere varme, og vi bruger solceller til at producere elektricitet. I denne artikel tager vi et kig på solceller og solcelleanlæg, og lader solvarmeanlæg og produktionen af varmt vand via solens stråler ligge for nu.

Solindstråling har betydning for, hvor effektivt solceller virker

Solindstråling er den samlede mængde stråling, som jorden modtager fra solen i et givet tidsrum. Det giver sig selv, at der er forskel på, hvor meget, hvor længe og hvor kraftigt solen skinner fra en skyfri himmel i Sahara og i Danmark og dermed på, hvor meget elektricitet forskellige solceller kan producere.

Også i Danmark er der forskel på, hvor solen skinner mest. Se bare nedenstående solkort fra DMI, der viser hvor i landet, indstrålingen har været stærkest i perioden 2010-2019.

solceller-dmi-kort

Kortet viser solindstrålingen i Danmark i perioden 2010-2019 og dermed potentialet for solenergi. Foto: DMI.

Find flere opgørelser for sol i DMI’s vejrarkiv. Og se også EU’s interaktive kort ’Photovoltaic Geographical Information System’, der giver forskellige muligheder – bl.a. for at sammenligne solindstråling og energiproduktion.

Solen skinner ikke lige kraftigt hele året – hvad så med solcellerne?

Selvom antallet af solskinstimer i Danmark ifølge DMI har været støt stigende siden 80’erne, så er der lang vej til at kunne lade solenergi alene være den primære energikilde i vintermånederne, hvor solen står lavt på himmelen, og antallet af solskinstimer er lavt. Heldigvis bliver solenergi suppleret af andre vedvarende energikilder i vinterhalvåret, hvor det ofte blæser mere og giver vindenergien gunstige vilkår. Og samtidig kommer vedvarende energi fra de norske vandkraftværker også danskerne til gavn om vinteren. Endelig bliver der verden over forsket i at udvikle de bedste løsninger til at lagre den vedvarende energi fra sol og vind til senere brug. Det er et arbejde, som bl.a. SEAS-NVE har stået i spidsen for med energilagring i varme sten, og som Elon Musk har udviklet på med forskellige typer af batterier som Tesla Powerwall og Tesla Megapack.

Så måske bliver det i fremtiden lidt nemmere at lade juleanden stege med hjælp fra oplagret solenergi.

Læs også artiklen om udviklingen af batterier baseret på havvand og se Energistyrelsens Teknologikatalog over lovende teknologier til at lagre vedvarende energi.

Sådan fungerer en solcelle

Solceller virker ved, at de omsætter solens stråler direkte til elektricitet ved hjælp af det, man kalder for den fotoelektriske effekt. Sollyset frigør elektroner fra deres bindinger så der kan skabes elektricitet.

Det skal du overveje, inden du sætter solceller op

Solindstrålingen har betydning for, energihøsten fra et solcelleanlæg er. Det har placering af anlægget også – for er der fuld adgang til sollys hele dagen, eller står træer, flagstang eller andre bygninger i vejen for solens stråler? I Danmark får du den største energiproduktion fra solen ved at placere solcellerne med en hældning på mellem 15 og 60 grader på syd-, sydøst eller sydvestvendte flader. Placerer du dem lodret eller på øst- og vestvendte flader, forringes den samlede energiproduktion. Teknologisk Institut har lavet et hjælpeværktøj til at beregne, hvordan du kan få mest ud af solenergien, og de har også oplistet en række punkter, der er værd at overveje, inden man sætter solceller op:

  • Hvad siger lokalplanen – specielt i sommerhusområder?
  • Er huset fredet?
  • Er der facadecensur?
  • Hvad siger Småhusreglementet mht. højdegrænseplan?
  • Er der skyggende træer, bygningsdele, flagstænger eller lignende?
  • Kan der forekomme generende reflektioner?
  • Hvor er den ideelle placering i forhold til orientering og hældning?

 Dansk Solcelleforening har også samlet en omfattende guide med tal og fakta om både placering, drift, vedligehold, levetid mm. på solceller, som er god at læse, inden du kaster dig ud i at blive solcelleejer.

Fordele og ulemper ved solceller

Man kan opliste en række fordele og ulemper ved solen som energikilde:

Fordele:

  • Solen er en ubegrænset ressource.
  • Solenergi kan være med til at udkonkurrere fossile energikilder som olie, kul og gas.
  • Solenergi kan bidrage til en højere grad af uafhængighed og selvforsyning.
  • Solenergi er en CO2 neutral energikilde, der aktivt bidrager til reducere udledningen af drivhusgasser.
  • Solceller medfører ikke lugt- eller støjgener.
  • Solceller kan udnytte tag og facadearealer til energiproduktion.
  • Æstetisk integrerbare løsninger er under modning.

Ulemper:

  • Antallet af solskinstimer varierer efter årstid, tidspunkt og geografi.
  • Anlæggene kræver stadig et relativt stort areal og udfordringen med ”ikke-i-min-baghave” er også gældende for solceller.
  • Selvom anlæggene er faldet i pris, er de stadig relativt dyre at få sat op.
SEAS-NVE-solcellepark

Nettilsluttet solcelleanlæg. Foto: SEAS-NVE

Der er forskel på solcelleanlæg

For at forstå, hvad man bruger solcelleanlæg til, er det vigtigt at skelne mellem to typer af solcelleanlæg. Solcelleanlæg, der er tilsluttet elnettet, og solcelleanlæg, der ikke er. Forskellen på de to typer anlæg er, at de nettilsluttede anlæg producerer elektricitet til elnettet, og de ikke-nettilsluttede anlæg lagrer den overskydende elektricitet i batterier. På fagsprog skelner man mellem nettilsluttede solcelleanlæg og ikke-nettilsluttede anlæg, der også kaldes ø-drift, off-grid eller stand-alone solcelleanlæg.

Et nettilsluttet anlæg, som er dem, der er flest af i Danmark, varierer i størrelse fra helt små privatanlæg til de største solcelleparker. Denne type anlæg gør det muligt for solcelleejeren at bruge energien selv eller sende overskudsstrømmen tilbage til elnettet.

Ø-drift anlæggene er typisk mindre og bliver oftest brugt i mindre skala i sommerhuse, campingvogne, haver eller lignende.

Vidste du at,

et mindre solcelleanlæg  på ca 20-30 m2 med en solrig placering nemt kan producere cirka 4000-5000 kWh elektricitet om året i Danmark, hvilket er nok til at producere strøm til en gennemsnitlig familie i et år?

Tre typer af solceller

Der findes overordnet tre typer af solceller. De såkaldt monokrystalliske solceller, de polykrystalliske solceller og tyndfilmssolceller, som også bliver kaldt 2. generationssolceller, da de er den nyeste type på markedet.

Monokrystalliske solceller er den mest udbredte type og kendetegnet ved deres sorte og ensartede overflade. Polykrystalliske solceller har en blålig nuance. Flere steder er denne type solcelle stoppet med at blive produceret, da man mener, at fremtiden for solceller ligger et andet sted.

monokrystallisk-og-polykrystallisk-solcellepanel

Monokrystallisk (til venstre) og polykrystallisk (til højre) solcellepanel. Foto: Teknologisk Institut.

Tyndfilmssolceller er anderledes end de to andre, da den som navnet antyder er lavet af tyndfilm, som man kender det fra en lommeregner. Filmen er tynd og mørk og har en ensartet overflade, der kan bruges til at lægge ovenpå andet materiale som fx tegl, vinduer eller tagplader, som vist på billedet.

Tyndfilmssolcelle

Tyndfilmssolcelle sat på tagflade. Foto: Teknologisk Institut.

Hvor kan man købe solceller?

I England kan du købe solceller fra store spillere som Ikea. I Danmark er det endnu ikke muligt at købe solceller i supermarkeder eller møbelforhandlere, men en række forhandlere sælger solceller. I 2019 lavede interesseforeningen Solar City Denmark en publikation, der samlede forskellige typer af bygningsintegrerede solcelleløsninger. Heri fremgår det, at hele 11 forhandlere sælger alt fra heltagsløgninger til solcellemoduler og tagimprenering af solcelletegl i Danmark.

Hvis du overvejer at investere i solcelleløsninger til nybyggeri eller renovation, kan du se alle løsningerne og anvendelsesmuligheder i en demoudstilling på Teknologisk Institut i Taastrup. Bemærk, at besøg kun er muligt efter aftale.

‘Not in my backyard’ – også for solceller

Dette afsnit handler om, den modstand som solceller møder, for ligesom placeringen af vindmøller har været genstand for debat i forskellige lokalsamfund, bliver det også diskuteret – om end i en mildere grad – hvor solcellerne skal placeres. Mere solenergi kræver flere solceller, som igen kræver mere plads. Spørgsmålet er så, hvor solcellerne skal placeres?

Der er to forskellige tilgange. Den ene tilgang går på, at man placerer solcellerne på eksisterende tagarealer, og den anden tilgang går på, at man bruger marker og andet landareal.

Brian Vad Mathiesen fra Aalborg Universitet har sammen med et forskerhold været med til at kortlægge potentialet for at bruge tagarealer til solenergi og peger på, at det giver god mening at placere solceller på industribygninger og parkeringsarealer, så man på den måde får placeret solcelleanlæggene tæt på de steder, hvor forbruget er størst.

På den anden side arbejder flere virksomheder på at lave kombinationsløsninger, så man kan lave solcelleparker til placering på landbrugsarealer, der både producerer elektricitet og fungerer som græsningsarealer for får, høns og andre avlsdyr.

Skal vi have mange små eller et mindre antal meget store solcelleanlæg?

Og skal solcellerne placeres på parcelhustage, store tagarealer eller sportshaller? Solceller på private tag oplevede en stor opblomstring i årene omkring 2012, da der på daværende tidspunkt eksisterede en fordelagtig tilskudsordning. Sidenhen faldt antallet af nye installationer, men da prisen er faldet, og kvaliteten af solceller er steget, er der måske grobund for endnu en stigning i antallet af private solcelleanlæg.

Men giver det så bedst mening med mange små anlæg eller et mindre antal meget store solcelleanlæg? Det har professor Brian Vad Mathiesen og en række forskere en holdning til, da undersøgelser fra Aalborg Universitet viser, at solcelleenergi først rigtigt batter, når anlæggene kommer op i en vis størrelse. Derfor mener de, at fokus bør være på store arealer som fabrikstage, idrætshaller og lignende steder frem for på private tagarealer, der kun kan have små anlæg installeret.

Nye muligheder for at beklæde bygninger med solceller

Hvor solceller tidligere blev beskyldt for at være grimme og forringe bygningers værdi, har den teknologiske udvikling indenfor solceller betydet, at det har været muligt at tænke solenergi ind i bygningsfacader og tag på en anden måde end tidligere.

Et rigtig godt eksempel på en bygning, der er opført og beklædt med solceller, er Copenhagen International School i Nordhavn. Facade og tag beskytter både mod vind og vejr, og producerer samtidig energi.

Læs mere om grønne boliginitiativer her

Facade-med-solceller

Copenhagen International School, facade med solceller set udefra. Foto: Adam Mørk.

Solceller: Eksplosiv vækst og uudnyttet potentiale på én og samme tid

Måske har du set dem på markerne fra landevejen, på tagfladerne i byen eller på naboens tag? De seneste år har i hvert fald vist en nærmest eksplosiv vækst på solcellemarkedet. Mængden af solenergi i Danmark er på få år 13-doblet, og internationalt er solcellerne populære som aldrig før.

Selvom en 13-dobling af solcellekapaciteten i Danmark lyder af meget, skal vi ikke tage glæderne for meget på forskud – endnu. For i 2019 var knap fire procent af vores samlede elforbrug dækket af energi fra solen, viser foreløbige tal fra Energinet. Det lyder ikke af meget, men det er en markant stigning på bare syv år, hvor kapaciteten var helt nede på 0,3 procent.

Energistyrelsen styrer Danmarks udbygning af solenergi

I Danmark er det Energistyrelsen der administrerer udvikling og lovgivning på energiområdet, og dermed er det også dem, der styrer statens udbygning af vedvarende energi. Læs mere om, hvad Danmark gør for at fremme vedvarende energi og solceller på ens.dk.

Til trods for de seneste års stigning, er potentialet for solenergi i Danmark slet ikke nået, mener flere forskere.

En af dem er Sune Thorsteinsson fra DTU Fotonik. Han er ikke i tvivl om, at solceller bliver den billigste form for vedvarende elektricitet i løbet af få år – også billigere end energi fra fossile energikilder som olie, kul og gas.

Eksperter fra DTU har han i forbindelse med energiaftalen i 2018 regnet på, hvor stort potentialet for solenergi rent faktisk er. Inden 2050 kan solenergi potentielt komme op på 70 procent af danskernes årlige elforbrug, hvis man udnytter private hustage og industriens tagareal.

En anden forsker på området, Brian Vad Mathiesen, professor i energiplanlægning ved Aalborg Universitet, vurderer også, at solenergien kommer til at spille en stor rolle i den danske energiforsyning. Brian Vad Mathiesen vurderer, at potentialet for solenergi frem mod 2050 er helt op til 10 gigawatt. Det svarer i areal til et område, der er lidt større end Samsø, og det nærmer sig niveauet for potentialet for havvind i Danmark, som Energistyrelsen screenede de danske farvande for i 2018.

Der har været flere bud på, hvor meget areal en fuld udnyttelse af solceller vil kræve. Solcelleanlæg placeret på bar mark blev i rapporten ”Prioritering af Fremtidens Arealanvendelse i Danmark” fra 2015 anslået til at fylde 30.000 hektar – hvilket svarer til Langelands samlede areal – hvoraf der oveni også skulle placeres en stor del på eksisterende tagarealer. Flere faktorer har indflydelse på, hvor meget areal solceller vil kræve i fremtiden – for bl.a. den teknologiske udvikling, placeringen og udbygningen af elnettet har betydning for arealanvendelsen til solceller.

Solenergi: Verdens bedste energikilde?

De internationale vækstrater for solenergi har været høje de seneste år, og solenergi er den energikilde, der globalt set forventes at vokse mest inden for de kommende år. Det Internationale Energiagentur forventer, som grafen nedenfor viser, at solenergi i 2030 vil opleve en massiv stigning frem mod 2030.

Udviklingen-af-solenergi

Udviklingen af solenergi fra 2000-2030 ifølge Det Internationale Energiagenturs Sustainable Development Scenario. Foto: IEA. All rights reserved.

Det Internationale Energiagentur (IEA) forventer på den korte bane også, at vedvarende energi står over for en forøgelse på 50 procent fra 2019 til 2024, hvoraf solenergi vil stå for de 60 procent alene.

Kina har inden for de seneste år drevet udviklingen og produceret og opsat rigtig mange solceller. Det forventes at Kina alene vil stå for 45 procent af den samlede globale kapacitetsforøgelse over de næste fem år. Lande som Indien, USA og Japan ligger også højt på listen over lande, der investerer i solenergi, og også europæiske lande som Tyskland, Spanien, Italien og Grækenland følger godt med.

Udviklingen-af-den-globale-solcellekapacitet

Udviklingen i den globale solcellekapacitet fra 2016 til 2018 ifølge Det Internationale Energiagentur. Foto: IEA. All rights reserved.

Læs mere om den internationale udvikling af solenergi på IEA’s hjemmeside og læs om nyheden om EU’s solcelleboom med over 100 procent stigning på solcellemarkedet i 2019 hos Solar Power Europe.

Opsummering

  • Placer solcelleanlægget, så det får mest muligt sol hele dagen.
  • Tjek de lokale forhold, inden du sætter solceller op.
  • Der findes overordnet tre forskellige typer solceller: monokrystalliske, polykrystalliske og tyndfilmssolceller.
  • Solcelleanlæg kræver en del plads, og det bliver derfor diskuteret, hvor solcellerne skal placeres. Nogle er fortalere for at placere dem på markerne og andre på eksisterende tagarealer.
  • Nye typer af æstetiske solcellemoduler er tænkt som et byggemateriale og hermed kan solceller tænkes ind som en integreret del af en bygning, hvor modulerne både er klimaskærm og producerer energi.
  • Både nationalt og internationalt har solceller inden for de seneste år oplevet en markant vækst og det forventes at solenergi vil udgøre størstedelen af alt vedvarende energi indenfor de kommende år.

Nyhedsbrev