Ekspert til læserne: Solcellebiler kan køre 3 mio. kilometer per hektar
Solcelleekspert Søren Poulsen fra Teknologisk Institut svarede 16. november på læserspørgsmål. Her skrev han blandt andet, at kombinationen af solceller og elbiler er mere end 150 gange så effektivt som dieselbiler på biobrændstof.
Søren Poulsen, Senior Consultant, Photovoltaics, Energy and Climate, Teknologisk Institut
Fakta
Selv om solceller stadig ikke er konkurrencedygtige, har priserne under finanskrisen bevæget sig med hastige skridt i den rigtige retning. Og dermed er verden kommet lidt nærmere det gennembrud, som solcelleentusiater har ventet på, siden de første anlæg begyndte at producere strøm til elnettet for godt 30 år siden.
Solcelleekspert Søren Poulsen, Teknologisk Institut fortæller, at solceller har stort potentiale, ikke kun i syden, men også i Danmark, da de fungerer fremragende sammen med vindmøller, der producerer mest om vinteren.
Søren Poulsen svarede den 16. november på læserspørgsmål og her skrev han blandt andet at: »en moderne familie-elbil vil kunne køre mere end 3 mio. km på solstrømmen fra en ha jord.«
Læs alle Søren Poulsens svar nedenfor.
Det er ikke længere muligt at stille spørgsmål til Søren Poulsen
Lars Bo Hanefeld
Er du bekendt med firmaer der forhandler bøjelige solceller. Kan du venligst oplyse hvem de er. Jeg er interesseret i at lave nogle forsøg.
Søren Poulsen
Der er adskillige firmaer. Prøv fx. at slå "flexible solar cells" eller ordkombinationen flexible+photovoltaics op på nettet.
Per A. Hansen
Hvor måles produktionen - før eller efter at DC er konverteret til AC?
Hvor lang levetid regnes der med på plastsolfangerne?
Hvor meget går produktionen ned med tiden p.g.a. ændringer i tranparencen?
Søren Poulsen
Afregningen med elselskabet sker efter konverteringen til AC, dvs efter tabet i vekselretteren (inverteren) er indregnet. Det er som regel det tal man interesserer sig for. Plastsolceller som dem, der forskes i på Risø, har endnu kun levetider på nogle få år, altså langt mindre end de klassiske krystallinske siliciumceller. Desuden har de også ringere effektivitet. Håbet er, at plastsolceller om nogle år kan fremstilles til ekstremt lave omkostninger ved meget simple produktionsteknikker. Når man regner økonomi på solceller, indregnes typisk en degradering for siliciumceller på 0,25 til 0,5 % om året. Lidt højere på tyndfilmsceller. Mvh Søren
David Walland
Does the whole energy balance of solar cells now give a positive result ie does a solar cell produce more energy over its life than it costs to make, set in place, remove and dispose/reuse? To my understanding this was not the case some years ago, but great strides have been made since then in manufacturing them and in the efficiency of these cells. We often hear of the cost in economic terms of renewable v coal and oil but I have never seen any figures for the overall environmental cost.
Søren Poulsen
Tillad mig at svare på dansk af hensyn til læserne. Energitilbagebetalingstiden for solceller er et meget vigtigt punkt. Ved fremstillingen af solcellemodulerne er der et input af primær energi, der helst skal betales tilbage under drift af solcellen. Jo mere solrige egne, og jo mere optimal placering, desto kortere tilbagebetalingstid. Især de krystallinske solceller er energikrævende. Det ved industrien godt, så den forsker intensitivt i bl.a. energigenvinding i selve fremstillingsprocessen, reduceret materialeanvendelse og -spild, anvendelse af mindre rent og dermed mindre energikrævende silicium
og recycling af udtjente solcellemoduler. Dette reducerer i disse år energitilbagebetalingstiden betydeligt. Jeg vil tro, at et topmoderne krystallinsk siliciummodul installeret optimalt under danske forhold, kan tjene energien hjem på 2 til 3 år nu. Andre teknologier vil kræve kortere tid. Med forventede levetider på omkring 25 år, giver det et betragteligt energioverskud i levetiden. Mvh Søren
Thomas Riedel
Vi bor 4 i 200 m2 villa med pt. et højt elforbrug. Villaen har en tilbygning på 75 m2 der har fladt tag med en svag hældning mod syd-sydvest. Hvor stort et solcelleanlæg vil du anbefale, og hvor meget bør det koste? Vil vi kunne forvente at spare noget via anskaffelsen, hvis vi kan holde renten under 5%?
Hvormange W vil anlægget levere på en gråvejrsdag her i november, og hvormeget en solskinsdag i juli? (Ved max. solhøjde begge dage)
mvh Thomas R
Søren Poulsen
Jeg kan ikke anbefale en bestemt størrelse, for det gælder ikke lige som for solfangere til varmeproduktion, at der er en optimal størrelse i forhold til forbruget. Den normale løsning på et hus som dit er nemlig at lade solcelleanlægget tilslutte elnettet, idet man udnytter den såkaldte nettomålingsordning. Anlægget må være på maks 6 kWp og ikke producere mere el end man forbruger på årsbasis. En god sommerdag "oplagrer" man måske nogle kWh på elnettet, idet elmåleren løber baglæns, og disse tages så tilbage om natten og i årets mørke tid. Ved årsafregningen med elselskabet ser det blot ud som om, man har lavet nogle elbesparende tiltag i sit hus. Derved bliver værdien af 1 kWh solcelleel lig med prisen for en købt kWh. Solcelleanlæg er stadig ret dyre, omend priserne falder meget for tiden. Et solcelleanlæg, der ved en gunstig placering kan producere fx 5000 kWh til et hus vil måske koste omkring 175.000 kr, så en simpel tilbabetalingstid vil med de nuværende elpriser være op mod 20 år. Hvis elprisen stiger mere end inflationen, vil tilbagebetalingstiden reduceres. En rigtig mørkegrå novemberdag giver næsten ingen elproduktion, måske omkring 1 % af en super sommerdag.
Mvh Søren
Morten Hansen
Mine forældre fik for 35 år siden sat et solcellepanel op på deres norske fjellhytte i 1000 meters højde.(Oplader 12 V batteri.) I dag virker den som altid og ser ud som den kan holde 35 år mere.Er det samme typer man bruger nu?
Hvad er dit gæt på hvor længe et panel kan holde?
Er der noget der dør før andet i et anlæg?
Søren Poulsen
Det er rigtig interessant, det du der fortæller, for det er netop et klokkeklart bevis på, at solceller kan laves med en meget lang levetid. Hvor lang levetid ved vi faktisk ikke rigtig endnu. Dine forældres anlæg må have været meget dyrt dengang. Det er helt sikkert med med poly- eller mono-krystallinske siliciumceller. Denne type celler dækker stadig langt den største del af verdensmarkedet, vel omkring 85 til 90 %, men der er stigende konkurrence fra de nye tyndfilmsteknologier, der er billigere at fremstille, men som til gengæld har en lavere effektivitet og en levetid, der ikke i samme i samme grad er dokumenteret - af gode grunde. I et hytteanlæg er det svage led batteriet. Dette findes jo heldigvis ikke i solcelleanlæg tilsluttet elnettet. Taler du om solcellemodulet, er det typisk
indkapslingsmaterialerne, der går til. Mvh Søren
Niels Varming
Tror du at vi har behov for en tilskudsordning for at få gang i solcelleeventyret i DK?
Søren Poulsen
Nej, det tror jeg faktisk ikke. Jeg er fuldstændig overbevist om, at solcellerne kommer med tiden, fordi de har en masse helt unikke egenskaber, der gør dem uundværlige i en energiforsyning baseret 100 % på vedvarende energi. De supplerer vind- og bølgekraft glimrende, og spiller perfekt sammen med kraftvarmeanlæg. Som jeg ser det, er det nærmere et spørgsmål, om vi ønsker at skubbe det danske erhvervsliv med på solcelle-lyntoget. Den globale vækstrate har gennem nogle år været omkring 40 %, og i det marked er der absolut plads til danske virksomheder. Men vi skal ikke vente længe. Et dansk hjemmemarked er en simpel og nødvendig forudsætning for virksomhederne, hvis de skal i gang. Tilskudet behøver såmænd ikke være så stort, men uden et lille "skulderklap" sker der intet. Det har de fleste andre lande i EU indset. Mvh Søren
Tom Ulveman Jensen
Hvornår kan man forvente at kunne købe tagsten med indbyggede solceller?
Søren Poulsen
Det kan man allerede, men det giver rigtig mange elektriske samlinger, som både koster penge og er årsag til fejlkilder. Prøv at slå tiles+solar op på nettet. Mvh Søren
Arne Birkø
Det er alment kendt, at solcellers (krystallinske?) effektivitet er faldende ved stigende temperatur.
Mit spørgsmål er:
Vil man kunne få en nettogevinst af el ved at nedkøle bagsiden af panelerne med en ventilator, alternativt overrisle overfladen med regnvand fra en pumpe?
(Det opsamlede vand i tagnedløbet kan så opsamles og bruges igen. Der skal kun bruges energi til pumpen. )
Vh Arne Birkø
Søren Poulsen
Det er rigtigt, at især krystallinske silicium-celler taber virkningsgrad ved stigende temp. Ca. 4-5 % for hver 10 grader. Der er lavet mange løsninger til køling af cellerne. Et problem er, at disse løsninger stort set altid kræver ekstra udstyr og mekanik. En mega-fordel ved solceller er nemlig deres ekstremt lave vedligehold, fordi de ingen bevægelige dele har. Mit eget anlæg har siddet i snart 5 år uden at jeg har rørt det overhovedet (end ikke rengøring), og elproduktionen er nogenlunde konstant. Overrisling kræver pumpe og vand med mere, og det står næppe mål med gevinsten. Vi anbefaler som regel, at man tilstræber afstand mellem solcellemoduler og underlaget under, så der frit kan cirkulere luft. Luften på undersiden vil opvarmes lidt, og det giver opdrift og skaber i sig selv cirkulation, forudsat modulerne har en fornuftig hældning. Mvh Søren
Lars Christoffersen
Jeg har for nogle år siden hørt at man kunne indbygge et strømproducerende lag i termoruder, og dermed både opnå en strømproduktion og en dæmpning af skartp sollys. Er det noget du kender til og er det stadig noget der er aktuelt.
Søren Poulsen
Det kan man også godt, men jo mere lys, der ønskes gennem ruden, desto mindre solenergi er der til elproduktion. Disse ruder er endnu ikke kommercielle i stor skala, bl.a. fordi selve ruden er dyrere og fordi, den elektriske tilslutning også komplicerer og fordyrer løsningen. Men der skal nok hen ad vejen komme nogle løsninger på markedet. Mvh Søren
Dan Vinge Madsen
Hver gang solceller nævnes som et alternativ til anden elproduktion, så ender diskussionen som regel med at produktionsomkostningerne er for høje i forhold til andre energiformer. Kan man ikke nedbringe prisen på solceller ved at ændre på forholdet mellem lysets intensitet og cellernes overfladeareal, enten ved at bruge en parabollignende spejlanordning eller male hele nabolaget hvidt?
Venlig hilsen Dan.
Søren Poulsen
Jo, det kan man godt, og det med koncentration af sollyset udnyttes også i større og større stil i bl.a. Sydeuropa. Det kræver i øvrigt, at man tracker lyset, dvs. hele tiden flytter solcellerne efter solen. I Dk modtager vi imidlertid en meget stor andel diffust lys, der er kendetegnet ved at komme fra alle retninger (kig ud af vinduet nu!) og det kan ikke koncentreres. Det vil selvfølgelig kunne hjælpe at male hele nabolaget hvidt, fordi det vil give en masse refleksioner, som også vil komme solcellerne til nytte. Men der er vist nok noget, der hedder lokalplaner og klausuler og den slags ... Mvh Søren
Søren Søndergaard
Det fremføres for tiden at solceller det seneste år er blevet meget billigere.
Set i lyset af at priserne eller har ligget stille stort set siden 2001, hvorvidt mener du så at prisfaldene er udtryk for et faktisk omkostningsfald eller blot en markedskrusning grundet finanskrisen?
Søren Poulsen
Man har noget man kalder en læringskurve for solceller. Den viste i mange år, at for hver gang den totale samlede elproduktion var fordoblet, faldt prisen 20 %. Kurven fladede imidlertid ganske rigtig ud omkring 2001. Det skyldtes primært en kæmpe ubalance mellem udbud og efterspørgsel. Støtteprogrammer rundt omkring øgede efterspørgslen enormt, og det benyttede alle led i værdikæden fra råmaterialer til færdige solcelleinstallationer til at hive god profit hjem. Det fik rigtig store koncerner (og masser af kinesere) til at investere mange milliarder i ny produktionskapacitet, og denne kapacitet er nu klar til at blive sat ind. Kombineret med finanskrisen og reduktion af støtten i nogle af de store aftagerlande som Spanien og Tyskland gør, at priserne er faldet, helt op til 40-50 %, lyder rygterne. Selvom stadig flere lande begynder at støtte opsætningen af solcelleanlæg, er jeg overbevist om, at priserne på solcellemodulerne er kommet ned for at blive (og for at falde yderligere ...). Også fordi investorerne i færdige solcelleanlæg er blevet meget professionelle. Mvh Søren
Søren Christensen
Hvor miljøbelastende er det at producerer en solcelle?
Hvis man laver en livscyklus analyse for et solopanel, er det så samlet set godt for miljøet at lave solceller?
Hvad er det i produktionen af solceller der belaster miljøet mest?
Søren Poulsen
Du berører et vigtigt punkt. Solceller sælges nemlig i stor stil pga. deres miljøvenlighed. Men står det i virkeligheden så godt til? Selve solcellemodulerne indeholder for enkelte teknologier miljø-kritiske stoffer. De klassiske krystallinske silicium-moduler indeholder stort set intet farligt efter at man er begyndt at anvende loddemidler uden bly. De indeholder i øvrigt heller ingen materialer, der er knaphed af på jorden. Den mest omdiskuterede teknologi er cadmium-tellurid (CdTe) pga. et lille indhold af tungmetallet cadmium. Det er p.t. de billigste at fremstille, men enkelte lande vil ikke acceptere dem. De store solcellelande som Tyskland, Spanien og USA ser dog ingen problemer. Dels er cadmium-mængden meget lille, dels er den bundet i en uhyre stærk kemisk forbindelse, og frigøres ikke. Ved brand indkapsles denne forbindelse typisk i det smeltede glas. Elproduktionen fortrænger måske kulkraftbaseret elproduktion, som ellers ville belaste omgivelserne med partikler og farlige restprodukter, så alt i alt er miljøgevinsten absolut positiv. I øvrigt har de firmaer, der producerer CdTe-moduler indført omfattende returtagnings- og forsikringsordninger samt udviklet genanvendelsessystemer. Generelt anvendes mange giftige stoffer ved fremstilling af solceller, men på moderne fabrikker slipper meget lidt ud til omgivelserne, og selve modulerne indeholder meget beskedne mængder farlige stoffer. Mvh Søren
Lars Hedemann Nielsen
Hej Søren,
hvor vigtig er vinklen på solcellen i forhold til solen?.
Søren Poulsen
Sætter du i Dk et solcelleanlæg op mellem sydøst og sydvest og med en hældning mellem 15 og 65 grader fra vandret, er tabet fra den idelle position (syd og 40 grader) ikke stort. Men vær opmærksom på skygger. Solceller i et modul er forbundet i serie ligesom batterierne i din transistorradio. Skygger du på én celle, trækkes strømmen ned i alle cellerne. Mvh Søren
Tomas
Hvorfor får REC (og også andre sol aktier) så meget "tæsk" i disse tider ?
Hvilke teknologier tror du er fremtiden ?
Mener du at kina har et forspring på SOL energi - de klarer sig pt. bedre en europa og USA.
Søren Poulsen
Tæskene skyldes ikke mindst finanskrisen. Mange store solcelleprojekter - som i det hele taget gælder alle mulige investeringer - har pludselig fået meget svært ved at skaffe finansiering. Det skal nok rette sig, men når det er sagt, så kommer der jo flere og flere konkurrenter på banen, og det vil bringe profitten ned i de etablerede virksomheder. Der vil være mange teknologier på banen, fordi deres lidt forskellige egenskaber gør dem egnede til forskellige anvendelser. Krystallinsk Silicium har højest virkningsgrad (når vi ser bort fra nogle meget eksotiske og ekstremt dyre typer). Plastiksolceller har lav virkningsgrad og kort levetid, men vil måske blive enormt billige - de kan fx anvendes i mobil elektronik. Og så videre. Hvem der vinder, tør jeg ikke spå om, men det er rigtigt, at kineserne kommer stærkt. I øvrigt er de selv begyndt at sætte solceller op i større stil. Mvh Søren
Søren Bækhøj Kjær
Hej Søren,
hvis man har et areal på f.eks. 1 ha, hvad giver så flest transport-kilometer?
1) Hvis man sår arealet til med energiafgrøder, f.eks. raps og hælder olien i en dieselbil.
2) Hvis man monterer solceller på arealet og bruger strømmen i en elbil.
Mvh
Søren
Søren Poulsen
Det er et rigtig interessant spørgsmål, som der faktisk er lavet veldokumenterede beregninger for. Energiafgrøder anvender fotosyntesen til at fange solenergi til opbygning af plantedelene, og den er langt mindre effektiv end solceller. Det samlede regnestykke med fotosyntese, energiforbrug til dyrkning af markerne, høst, behandling og omdannelse af biomassen, lav energieffektivitet i dieselmotoren og andet gør, at en dieselbil ikke kan køre mere end 20-30.000 km/ha. Kombinationen solcelleanlæg og elbil er langt mere effektiv. Faktisk mere end 150 gange så effektiv. En moderne familie-elbil vil således kunne køre mere end 3 mio. km på solstrømmen fra en ha jord. Det skyldes også, at elbilens motor er langt mere effektiv end dieselmotoren. Mvh Søren
Jørgen Bundgaard
Hvilke er de største styrings- og reguleringstekniske udfordringer i solcellebaseret energiproduktion?
Søren Poulsen
Solceller som solen skinner, og det kan vi desværre ikke kontrollere. Når det er sagt, så er forudsigeligheden af solstrøm trods alt større end vindkraft. Vi ved helt sikkert, at produktionen er 0 om natten, og vi kan for et vilkårligt tidspunkt på året beregne min og maks mulig produktion af solstrøm. Vi ved også at solen står op i øst og går ned i vest. Snevejr kan selvfølgelig ødelægge forudsigeligheden. Der skal ikke herske tvivl om, at der med stigende andel solstrøm vil komme reguleringstekniske udfordringer. Men dels vil vindkraften med de nugældende udbygningsplaner aktualisere udfordringerne med fluktuerende elproduktion langt hurtigere, dels vil solcellerne, når de engang kommer, i væsentligt omfang supplere vindkraften. Bølgekraftværker henter i virkeligheden energien fra oplagret vindkraft, for når det begynder at blæse, skal bølgerne have tid til at bygge op, mens de omvendt stadig har energi, efter vinden har lagt sig. Fremtiden bliver et system, hvor energikilderne indgår med hver med en andel og supplerer hinanden, samtidig med at vi gør elforbrugssiden meget mere fleksibel med varmepumper og elbiler og andre løsninger. I sidste ende skal vi selvfølgelig også have energilagre. Men det er en lang historie ... Mvh Søren
Jan Nilsson
Hvad er den største barriere for større udbedrelse af solceller som element i danmarks el-/energiproduktion idag.
Søren Poulsen
Der mangler oplysning, oplysning, oplysning! Der er mange gode historier at fortælle om solceller. Du skal lede med lys og lygte for at finde en anlægsejer, der har fortrudt anskaffelsen. Måske har det været dyrt, men man bliver pludselig bevidst om sit eget elforbrug og reducerer dette og indhenter en ekstra økonomisk gevinst. Og så mangler der selvfølgelig et lille skulderklap fra politikerne, så de der investerer i solcelleanlæg føler, de gør noget, som samfundet faktisk ønsker. Det paradoksale er, at industrien faktisk selv råber efter større politisk bevågenhed omkring solenergiens potentialer. Uden et hjemmemarked er det meget svært at komme igang med eksportorienterede solenergi-løsninger. Mvh Søren
Morten B. Søgaard
Er der spekuleret i at sammenbygge vindmølle parker med solceller parker? F.eks. vil jeg antage at solceller (påklistret tårnet)kunne yde meget mere på havet grundet reflektion af lyset, samt evt. kunne en minimal påbyggelse af udstyr muligøre dette.
Mvh Morten B. Søgaard
Søren Poulsen
Jeg vil ikke afvise, at det kan ske på et tidspunkt. Måske er der et ekstra bidrag at hente pga. refleksioner fra havet, men til gengæld er der et øget tab pga. skygger fra vingerne. Bare en mindre delskygge har drastisk indflydelse på elproduktionen. Uden at have regnet på det, vil jeg mene, at det overstiger gevinsten fra refleksionerne. Indtil videre er der ikke mangel på bærende strukturer for solceller, og jeg tror egeentlig, at solcellerne på møllerne vil virke som et uhensigtsmæssigt 'fremmedelement'. Jeg tænker bl.a. på vedligehold og æstetikMvh Søren
