Skal Jylland dækkes af solceller?

Søren Fosberg spørger om solenergi:

"Hvor stort et samlet areal ville man skønsmæssigt skulle afsætte til opsamling af solenergi - i alle dets varianter - hvis man skulle erstatte al fossil/a-kraft produktion med solenergi - med udgangspunkt i kendte og sandsynlige virkningsgrader for solenergiteknologi? Jeg vil gerne have forudsætningerne specificeret.

Svar fra Ivan Katic, Seniorkonsulent på Teknologisk Institut:

"Vi kan med det samme slå fast, at den årlige mængde solenergi som rammer jorden langt overstiger forbruget af fossil såvel som nuklear energi, se for eksempel

http://www.btinternet.com/~nlpWESSEX/Documents/solarworldpeace.htm http://www.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2004/keyworld2004.pdf

Hvor stort et areal, som kræves for en teoretisk 100% dækning af behovet med direkte solenergi (ikke hydro, bølger og vind), afhænger af mange faktorer:
- Virkningsgraden for konvertering til el, varme eller anden energibærer
- Mulighederne for lagring eller anden opretholdelse af balancen mellem forsyning og forbrug (f.eks superledere over store afstande)
- Tab ved konvertering til slutbehov (for eksempel transport)

Hvis vi ser på de teknologier der er til rådighed idag, ligger virkningsgraderne skønsmæssigt på:
10-15% for solceller
15-25% for termisk konvertering til el i solrige egne
40-60% for alm. solvarmeanlæg

Det årlige forbrug af fossil+nuklear energi er ifølge IEA i størrelsesordenen 10000 Mill tons olieækvivalenter. Antager vi for nemheds skyld en gns solenergi virkningsgrad til 20%, er der altså behov for at høste 50000 Mill tons olieækvivalent, svarende til ca 600 *10**12 kWh.

Der falder vel ca 1500 kWh pr m2 pr år på de relevante dele af jorden, så det giver et arealbehov på 0,4 *10**12 m2 eller 200 km* 2000 km.

Dette var et groft overslag, men det viser, at problemet ikke ligger i pladskravene, men i integrationen med de historisk betingede energisystemer."

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Solceller fås helt op til 30% hvis mulvarpen er iorden. Solceller fra USA i de effektiviter er desværre omfattet af ITAR regulativ. Mest synd for deres egen industri.

Det refereres id "forskningspressen" at man eksperimentelt nærmer sig de 50% i effektivitet.

Så mangler vi bare (as usual) en fornuftig billig ugiftig lagerteknik.

Jens

  • 0
  • 0

Ja hej Jens; Solceller er gode i smaa og helst afsides anlaeg med batteri opbakning. Det er ganske vist sandt at californiske elselskaber giver gevaldige tilskud, for at faa ekstra kapacitet i myldretiden.

Men lager problemet er loest. Ved at bruge varmesamling, kan denne varme bruges paa et hvilketsomhelst oensket tidspunkt.

Ivan har 15-25 % omdannet til el. Denne omdannelse er kun afhaengig i tid af hvor stort et varmelager man har.

Hvis varmelageret goeres stort nok, kan man bruge dette system med vind, dvs. oplagre varme naar vind og sol sker samtidig.

Udfordringen bestaar kun i at bygge store varmebasiner.

  • 0
  • 0

Nej, jeg har bare taget en repræsentativ årlig solindstråling for at komme med et overslag. I Danmark får vi omkring 1000 kWh/m2 om året, i de mest solrige egne er det over 2000

mvh Ivan

  • 0
  • 0

Med hensyn til lagring af el fra solceller er det indtil videre mest hensigtsmæssigt at sende strømmen hen hvor der er brug for den, og altså undgå lagring. (Med mindre man har et anlæg der ikke er på nettet).At omdanne den til varme med henblik på lagring ville være spild af el, med måske med mindre man går via en varmepumpe.

  • 0
  • 0

Tak til Katic for svaret.

Katic foreslår ca 400.000 km2 eller 10 gange Danmarks areal. Jeg tror nu det er for lidt, men har tidligere skønnet meget konservativt at et areal som Grønland (2 mill. km2) er tilstrækkeligt. Men et eller ander sted mellem 0,4 og 2 mill km2 bør være realistisk. Jordens areal er omkring 500 mill km2.

Det ser altså ud til at der ikke er et kritisk arealproblem ved brug af solenergi.

Mvh Søren

  • 0
  • 0

Hej Ivan Katic

Dejligt med noget specifik faglig kompetence i al vores 'slag på tasken' debat.

I anden debattråd http://ing.dk/artikel/82912 havde jeg en diskussion om om energiretabiliteten med P-H.

[quote]Solceller har fortrængt deres produktion efter 2 til 3 år

Det må vel betyde at der kun indgår et energiforbrug på 2-3 øre pr kWh som solcellen producerer. De resterende 2-3 kr, hvor kommer de fra? Råstoffer, arbejdsløn, videnforrentning?[/quote]

Jeg blev belært at en solcelle havde produceret den energi der er gået til dens tilblivelse i løbet af 2-3 år, og jeg undrede mig derfor over hvorfra omkostningerne på solceller i så flad opstår.

Er det noget du kan uddybe lidt nøjere?

  • 0
  • 0

da jeg skrev en rapport om solceller på HTX for flere år siden, husker jeg at de bedste solceller - de monokrystalinske havde en effektivitet på ~45%

Et par hurtige beregninger viste at man kunne dække verdens energi behov, ved at dække saharas ørken med celler... materialet til cellerne ligger der jo også allerede (sand = selicium)

i danmark kunne man jo starte med at erstatte samtlige hustage som er sydvendt, med solceller. Allerede dér har man jo et kæmpe areal...

en anden effektiv udnyttelse af solen, er fremstilling af biomasse, som kan bruges til opvarmning og gas fremstilling...

det største problem er et der mangler initiativ...

  • 0
  • 0

det største problem er et der mangler initiativ...

Tja, for mig at se må det vel primært være mangel på nogen som vil betale en faktor 10 for strømmen.

Og spørgsmålet er jo også om et sådant initiativ blot vil belaste energiforbuget yderligere.

  • 0
  • 0

[quote]det største problem er et der mangler initiativ...

Tja, for mig at se må det vel primært være mangel på nogen som vil betale en faktor 10 for strømmen. [/quote]

Efter som solstrøm produceres i den del af døgnet hvor elforbruget er størst, er det per definition således at den el der fortrænges er den dyreste og sandsynligvis også den mest forurenende.

Derfor giver en naiv "gange, dividere" metode ikke den korrekte nettopris for en kWh solstrøm.

Endvidere kan solceller fint bruges som klimaskærm på danske tage, så der kan spares energi til produktion, herunder brænding og glassering af tegl.

Endelig er der en del sparet transmissionstab hvis solstrømmen spredes ud over tagfladerne i landet, istedet for at centralisere produktionen i store klumper.

Solstrøm skal, ligesom alle andre energikilder behandles i henhold til sin natur, man kan ikke bare regne på den som om den var en kulfyret kraftværksblok.

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Den med solskærmen har vi vist regnet på før. Besparelsen til forbedringen af solcellens økonomi mener jeg da var forsvindende <5%.

P-H kan du ikke prøve at lave et bud på en beregning?

  • 0
  • 0

P-H kan du ikke prøve at lave et bud på en beregning?

Jeg har prøvet, men de relevante tal der skal bruges er ikke umiddelbart tilgængelige for mig og jeg har lidt rigeligt travlt med jobbet til at bruge tid på at jagte dem lige nu.

Jeg er faktisk forbavset over at ingen af de analyser jeg har kunnet finde har regnet helt igennem på den måde.

Alle de beregninger jeg har set stopper mere eller mindre ved stikkontakten, uden at regne synderligt på den net-mæssige og CO2-mæssige forbedring ved en massiv udrulning af solceller på danske tage.

Det reflekterer muligvis bare at de tidligere analyser er foretaget inden solcelleindustriens boom i de seneste par år.

Poul-Henning

  • 0
  • 0

I overskriften spøges om Jylland skal dækkes med solceller (underforstået hvis Danmarks energiforbrug skal dækkes) ? Det er den typiske skræmmeoverskrift der skal få folk til at tro at solenergi er urealistisk. Tager jeg fejl eller går beregningerne idet efterfølgende ikke på hele verdens energiforbrug ? Jeg synes det ville være rart at vide om Jyllands/ Danmarks energiforbrug kan dækkes hvis sydvendte tagflader og facader og motorvejsstøjvægge o.l. blev dækket med solvarme og sol-elpaneler med dertilhørende lagre - fratrukket vindkraft, import af vandkraft-el og fratrukket de mest indlysende energibesparelser. Kunne lokal lagring erstattes af eksport til Norge om dagen og import af vandkraft når solen ikke skinner. Hvad er billigst/ mindst tabgivende ? Tilsvarende kunne man beregne om solceller på hele verdens sydvendte tage og facader kunne dække verdens behov. Det er en helt anderledes smuk vision end Jylland dækket af solceller, som selvfølgelig er uacceptabelt. Mine beregninger med udgangspunkt i bebygget areal flg. Danmarks Statistik siger der er rigeligt tagareal til overproduktion. men jeg vil da gerne have andre mere sagkyndige til at regne efter.

  • 0
  • 0

Enig i at overskriften er mere end tåbelig. Det er beskæmmende og passer slet ikke med tendensen den efterfølgende tekst

Beregningerne går på hele verdens energiforbrug og kommer til 400.000 km2 - men det er vist lidt for optimistisk.

Mvh Søren

  • 0
  • 0

ved gennemsnitligt 1200W/m2 giver 400K km2

480.000.000.000.000 Watt

det jo ik' så ringe enda :D

jeg bruger ca 1700 kW/t pr år, det er altså

282.352.941 Martin'er som kan få strøm... (medmindre jeg regner forkert?)

  • 0
  • 0

hmm tror jeg har regnet forkert...

1700kw pr år må jo være (1.7mio / 365 / 24) ? = 200w/t

hvis vi antager at folk bruger 1 kw i timen så er der strøm nok til 480.000.000.000 mennesker - ved at lægge 400K km2 solceller med 100% virkning...

ved typisk 30% virkning er vi nede på 144.000.000.000 personer... stadig nok til alle ??

  • 0
  • 0

Det er store tal - Jylland er jo stort. Hvis vi holder det smaat, som enkelte husstande bliver det maaske nemmere at regne ud.

Martin bruger 1700kWt om aaret - er han normal?

1700kWt 'er circa' 26 GJ - men foer 'thermal', dvs. der er brug for 65 GJ for at give Martin electricitet.

En lille 'reverse airconditioner' eller stirling motor maa saa skulle omdanne 300MJ paa den travleste dag, hvilket vil give 36 kWt over en 24-timers periode.

Det er ikke spor vanskeligt med jord-til-vejr, eller endnu bedre solvarmelager-til-vejr.

  • 0
  • 0

Goodnessgraciousme. Det er giga kalorier - ikke gigaloules. Dermed er kun 8.5 kWt forbruget over en travl 24 timer. (Sent om natten!!)

  • 0
  • 0

Det er én ting at regne med lager-kapacitet, men selv hvis vi regner med en hel måneds lagerkapacitet, så har vi stadig sæson-variationen!

Forholdet mellem indstrålingen på årets laveste måned (december) og årsgennemsnittet er ca. en faktor 4 (mellem 3 og 5 for sydvendt flade afh. af vinkel på solfangeren). For forbrug der ikke er sæson-varierende så betyder det at der set på års-basis kræves 4 gange overkapacitet, for også at kunne dække forbruget i december måned.

Der er altså brug for et 4 gange større areal end anslået af Ivan, med mindre man har effektive sæsonlagre.

Stort set ingen forbrug er særligt sæson-varierende, bortset fra opvarmning, der naturligvis vil blive lavet med solvarme, ikke solceller (og som også har brug for ca. 4 ganges overkapacitet for at dække sæsonvariationer). Kølebehov er stærkt sæson-varierende, men kan gøres meget billigt med jordvarme. Men ellers er solceller naturligvis et perfekt match til aircon.

Et alm. dansk husholdning kan dække deres strøm-behov med ca. solceller svarende til 50% af husets areal (der er en masse forudsætninger i dette!). Arealet includerer ikke varme-behov, der kan dækkes til meget lavere pris med solfangere.

Men hvis man kun kan lagre strømmen i en måned, kræves der altså 4 gange mere, for at have strøm nok i december. Men så længe der ikke er ret mange solceller opsat, kan man selvfølgelig bare sælge strømmen til nettet om sommeren, og købe den igen om vinteren, som PH skriver. Det virker bare ikke hvis alle har solceller nok til at dække deres behov om sommeren, for så er det jo ikke nogen at sælge til!

  • 0
  • 0

Tak Richard - du har ret.

Men - hvordan hvis fryseteknikfiduserne kan faa el-maskinen, rankin eller carnot (stirling), til at virke mellem jordvarme og 'vejr'. Det er jo lidt koldere om vinteren?

Endelig saa vi sidste nytaars aften, at 'Tyskland' dumpede fri elektricitet over Danmark i nytaarsnat stormen. Varme-pumpning lyder ikke helt saa fjollet, mens der er et bragende overskud af vindkraft.

Med en intelligent maaler og dynamisk pris kan maskinen saettes til at varmepumpe naar stroemmen er fri, og sende tilbage til nettet naar den er rigtig dyr.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten