Solcelleanlæg til elproduktion
Image
Hvad handler det om?
Solcelleanlæg er velegnede til bygninger, der har en solbeskinnet facade eller tagflade − særligt hvis den ikke er udsat for nævneværdig skygge fra midt formiddag til sen eftermiddag i sommerhalvåret. Solcelleanlæg kan dog også være attraktive, selvom en del af dem er i skygge en del af dagen - hvis de fx placeres øst/vest, så de producerer mest på tidspunkter, hvor husholdningen har mest behov for elektricitet. Det er især oplagt at etablere solcelleanlægget i sammenhæng med reparation eller udskiftning af tagbelægningen. Solcelleanlægget kan også placeres på stativ(er) på matriklen.
Solceller kan bidrage til at nedbringe det årlige elforbrug fra elnettet, samt give en indtægt ved salg af el til el-nettet. Desuden kan solceller være en fornuftig løsning til at forbedre husets energimærke, da installationen normalt kan udføres med minimalt indgreb i klimaskærmen.
Et solcelleanlæg producerer elektricitet, når det belyses; mest når solen skinner kraftigt og i mindre grad, når det er overskyet. Det sker uden bevægelige dele og lydløst.
Der er ingen (giftige) stoffer, som udvaskes fra anlægget ved fx regnvejr. Solceller producerer jævnspænding, som omformes til vekselspænding i en elektronisk vekselretter.
Anlægget er koblet til det offentlige elnet via vekselretteren, som automatisk sørger for at tilpasse elproduktionen fra solcellerne til elnettets spænding og frekvens. Når solcellerne producerer elektricitet, vil det først dække husets elforbrug; hvis elproduktionen fra solcellerne overstiger husets behov for el på et givet tidspunkt, eksporteres det til elnettet. På den måde kan der spares penge på elregningen.
Solcelleanlæggets elektriske ydeevne angives i Watt- peak (Wp), som lidt forenklet sagt er den effekt, det kan levere i kraftigt solskin. I Danmark leverer en kWp ca. 1000 kWh årligt ved sydvendt placering.
Solceller er robuste og har forventede levetider i størrelsesordenen 25 år. De er følsomme over for skygger, og markant skygge på selv mindre arealer kan få betydelig negativ effekt på elproduktionen.
Fordele
Ejeren får låst prisen fast for den el, som solcelleanlægget producerer, og bliver mindre afhængig af prisstigninger på el
Anlægget bidrager til lavere CO₂-udledning
Et solcelleanlæg medvirker til, at ejeren generelt øger sin bevidsthed om energiforbrug. Derved bliver gevinsten større end bare solcelleanlæggets elproduktion
Et solcelleanlæg kræver stort set intet vedligehold og passer sig selv
Sådan kan det se ud
Image
Solcelleteknologier
Man skelner normalt mellem de to mest almindelige kategorier af solcelleteknologier, som er:
Image
Moduler med krystallinsk silicium er de ældste, mest udbredte og mest effektive solceller. De kendes på den typiske inddeling i et antal firkantede celler på størrelse med en stor håndflade.
Tyndfilmsmoduler kendes på et mere homogent og som oftest ret mørkt udseende, hvor de enkelte, langsgående celler vanskeligt kan skelnes.
Energibesparelse
Installation af et solcelleanlæg giver ikke i sig selv en direkte energibesparelse, men elproduktionen bevirker et reduceret køb af el fra elselskabet. Elproduktionen pr. m² solcelleareal afhænger af teknologien:
Tabel 1: Vejledende elproduktion ved forskellige solcelleteknologier
| Vejledende elproduktion kWh/m²/år | Vejl. Arealbehov m²/kW | |
|---|---|---|
| Mono-krystallinsk silicium | 200 | 5 |
| Poly-krystallinsk silicium | 180 | 5,6 |
| Tyndfilm (CIS) | 130 | 7,7 |
Bemærk, at der kan være variation indenfor hver teknologi.
Tabel 2: Vejledende årligt elforbrug i parcelhuse uden elvarme
| 140 m² | 200 m² | |
|---|---|---|
| 1 voksen | 3.300 kWh | 3.700 kWh |
| 2 voksne | 4.200 kWh | 4.700 kWh |
| 2 voksne og 2 mindre børn | 4.900 kWh | 5.300 kWh |
| 2 voksne og 2 større børn | 5.300 kWh | 5.800 kWh |
Tabel 3: Vejledende egetforbrugs andel (øjebliksafregning)
| kWp anlægsstørrelse | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Årsforbrug kWh | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| 2000 | 26 % | 16 % | 13 % | 10 % | 9 % |
| 3000 | 40 % | 20 % | 16 % | 14 % | 12 % |
| 4000 | 50 % | 26 % | 19 % | 16 % | 14 % |
| 5000 | 60 % | 31 % | 23 % | 18 % | 16 % |
| 6000 | 75 % | 40 % | 26 % | 20 % | 18 % |
| Årsproduktion kWh | 1.000 | 2.000 | 3.000 | 4.000 | 5.000 |
Tabelværdierne er for eget forbrug i husholdninger uden elvarme og uden batteri. Med batteri vil man kunne opnå cirka den dobbelte andel til egetforbrug.
(Se anden energiløsning om energilagring og styring)
Forudsætning
Elproduktionen i tabel 1 og 3 forudsætter, at solcellemodulerne orienteres mod syd med en hældning på 30-40°, at de ikke udsættes for meget høje driftstemperaturer forårsaget af eksempelvis en isoleret bagside, og at der ikke forekommer skygger af betydning. Der er under disse forhold antaget en årlig elproduktion på 1000 kWh pr. installeret kWp. Dette tal er nogenlunde uafhængigt af solcelleteknologi, men svinger med geografisk placering og fra år til år. Ved anden hældning/orientering se tabel 4. Det forudsættes desuden i tabel 3, at elmåleren er sat op så egetforbruget ikke afhænger af fordelingen på nettets tre faser, og at der ikke er indbygget batterilager i solcelleanlægget (anlæg med batterier findes, og vil kunne opnå væsentligt større egetforbrug).
Eksempel på beregnet besparelse
| Værdi af sparet elkøb pr. år | 2,70 kr./kWh x 0,31 x 4.000 kWh = | 3.348 kr. |
|---|---|---|
| Værdi af elsalg pr. år | 0,75 kr./kWh x 0,69 x 4.000 kWh = | 2070 kr. |
| Anslået rådighedsbetaling, nettarif og abonnement (kan variere, spørg netselskab) |
= | 500 kr. |
| Ændring i el-udgiften 1. år | 3348 + 2070 - 500 = | 4.918 kr. |
Forudsætninger
En familie med et årligt elforbrug på 5.000 kWh ønsker at etablere solcelleanlæg. Huset har et sydvendt tag med 40 graders hældning (ideel produktion). Der er plads til et anlæg på ca. 4 kWp, som kan forventes at producere ca. 4 x 1.000 = 4.000 kWh årligt. Af tabel 3 aflæses et forventet egetforbrug på ca. 31 % af produktionen.
- Gennemsnitspris på køb af el: 2,70 kr./kWh
- Gennemsnitspris på salg af el: 0,75 kr./kWh
Hvis solcellefladen vender i en anden retning eller har en anden hældning, bruges skemaet på side 5 under afsnittet Udførelse, punkt 4, til at finde en procentvis mindre ydelse eller til at gøre arealet tilsvarende større. Priser ved køb og salg af el kan variere med flere 100 %, så eksemplet er et øjebliksbillede.
Anbefaling til anlæggets størrelse
Hvis man ikke kan aftage elektriciteten i samme øjeblik, som den produceres, sælges den til elnettet. (Med mindre man kan lagre strømmen).
Den optimale størrelse på solcelleanlægget afhænger bl.a. af priser på køb og salg af el, hvilket varierer fra time til time og år til år. Hvis anlægget er forholdsvis stort, vil man sælge meget strøm til en fremtidig ukendt pris; hvis anlægget er forholdsvis lille, vil man have større andel af egetforbrug og mindre salg.
Man skal dog også tage med i betragtning, at meget små anlæg er dyrere pr. kW end store. For at få endnu mere ud af sit anlæg kan man tilrette elforbruget, så det pas- ser bedre med de lyse timer. Fx ved at bruge intelligent styring på hårde hvidevarer, varmepumper, elvandvarmer og opladning af elbiler og -cykler. Se energiløsning for solceller, styring, batteri mm.
Man kan bruge tabel 3 til at få en fornemmelse af, hvor meget el en typisk husstand selv kan bruge direkte fra en given anlægsstørrelse.
For en mere nøjagtig beregning skal man have fat i timeværdier for forbrug og produktion. Desuden er priserne for køb og salg af el helt afgørende for optimering af økonomien i anlægget. Dette svinger dog så meget, at vi ikke kan give eksakte tidssvarende beregninger i denne energiløsning.
1. Solbestråling
Hvis der er skygge på taget om sommeren, kan der vælges en anden placering af solcellemodulerne: På carport eller fritstående på stativ. Vær opmærksom på, at hvis der vælges en placering, der er lavere, mere lodret eller mere afvigende fra syd, så øges risikoen for skyggepåvirkning.
Er panelerne placeret på forskellige flader, må det sikres, at anlægget er tilsvarende elektrisk sektionsopdelt. Vær opmærksom på om solcellerne kan genere naboer og trafikken med genskin, specielt hvis glasset er meget blankt og ved øst/vest placering.
2. Hældning og orientering
Et solcelleanlæg virker optimalt ved en placering på en sydvendt 30-40° hældende tagflade. Er der ikke mulighed for dette, vil samme ydeevne kunne opnås ved at øge solcellemodulernes samlede areal, afhængig af retning og taghældning.
Det kan dog i nogle tilfælde være en økonomisk fordel at placere solceller mod øst og/eller vest, så solcelle- produktionen evt. bedre kan udnyttes direkte i husholdningen. I tabel 4 på næste side kan du se, hvordan placering og ydeevne hænger sammen.
Image
Eksempel på anvendelse af tabel 4
Et solcelleanlæg på 4,5 kWp, placeret sydvendt med en hældning på 40°, frit ventileret og ikke udsat for skygger kan producere ca. 4.500kWh/år (svarer til de 100% i tabel 4). Hvis taghældningen er 40° fra vandret, og orienteringen er vest, yder anlægget kun 79 % svarende til ca. 3555 kWh/år.
Økonomisk kan de 3555 kWh dog have (langt) større værdi end de 4500 kWh, idet de dels erstatter mere el, der kan benyttes direkte i husholdingen, dels er denne el ofte dyrere (ved variabel pris), dels fås mere, for den overskuds-el, der sælges til nettet.
Hvis en årlig elproduktion på 4.500 kWh ønskes, kan man øge den installerede solcelleeffekt (og dermed arealet) med en faktor 1/0,8 = 1,25. Dermed kommer den installerede effekt op på 5,6 kWp.
3. Montering på eksisterende tag
Solcellemodulerne monteres på skinner på taget, på et stativ eller på ballastkasser. Anlægget kan normalt leve- res med beslag til forskellige tagtyper. Tjek altid, før du går i gang, at beslag til montering af solcellemodulerne passer til det aktuelle tag, og at taget kan bære. Solcellemoduler vejer typisk 12 kg/m² (1 lag glas med ramme) til 18 kg/m² (2 lag glas rammeløs).
4. Fladt tag
Hvis der er fladt tag, monteres solcellemodulerne på et stativ eller ballastkasser, fx så de vender stik syd med en hældning på 30-40°, eller så en del af dem vender øst eller vest, alt efter, hvornår man har brug for elektricitet. Ved valg af stativ, tjek at gennemboringer af klimaskærmen tætnes meget omhyggeligt. Ved valg af ballastkasser, tjek at taget kan bære den forøgede vægt.
5. Nyt tag
Hvis tagbelægningen skal skiftes, er der mulighed for at indbygge solcellemodulerne i taget eller bygge montagebeslag ind med det samme.
6. Placering på stativ eller facade
Hvis der ikke er mulighed for placering på tag, kan solcellemodulerne placeres på stativ på jorden, eller på en facade, men vær i så fald ekstra opmærksom på evt. skyggegivere.
7. Vekselretterens placering
Vekselretteren bør placeres et køligt, velventileret, støvfrit sted. Den bør ikke opsættes i opholdsrum, da den kan udsende svag støj, og endelig bør afstanden til solcellemodulerne ikke være for stor. Kan der ikke findes en egnet placering indendørs, kan man evt. opsætte den udendørs. Man skal i så fald sikre sig hos leverandøren, at der vælges en vekselrettertype, der er designet til udendørs montage.