Icke desto mindre är det ett intressant teknologiskt äventyr att både installera och drifta solceller och det är vad vi ska titta på.
35 kvadratmeter goda, glada solpaneler producerar en hel del energi.
En driftig tekniker med elkraft som specialitet, som varit med förr i dessa spalter, Thord Nilson, bestämde sig för att försöka tjäna lite pengar på solen som bara lyste en hel massa bortkastat ljus på hans hustak i Tyresö.
Lite siffror
Man skulle kunna tro att vi här i Stockholm med omnejd inte skulle ha så mycket att hämta av solens strålar på solceller. Men det visar sig vara fel.
En villa av den typ vi ska skärskåda här, med tak åt söder och ett täcke av 35 m² solceller, genererar cirka 30 kWh på ett soligt dygn under sommarhalvåret. Själva huset drar ungefär 20 kWh under samma tid (i detta fall på grund av att några servrar är igång hela tiden). Har man tur att hitta en elleverantör som vill köpa energin till ett fördelaktigt pris, som i det här fallet Telge Energi, kan man sälja den för 1,50 kr/kWh. När man behöver energin härnäst kan man köpa tillbaka den av Telge Energi till dagspris (ungefär 1 kr/kWh). Intressant. Undrar hur Telge Energi får det att gå ihop?
Resultatet blir att elräkningen under gynnsamma omständigheter blir negativ under sommarhalvåret. Solpanelerna, 22 stycken PVE-P6 från PV Enterprise Sweden kostade emellertid cirka 55.000 kronor, bygglov, omriktarna plus de plåtbitar som behövdes för monteringen 60.000 kronor och med noll kronor i monteringskostnad, eftersom herr civ. ing. gjorde den själv, kommer panelerna att ha betalat sig efter cirka 15 år. Om inte Länsstyrelsen hade lämnat bidrag på 45% av materialkostnaden skulle återbetalningstiden dock ha blivit betydligt mycket längre. För att lämna bidraget kräver Länsstyrelsen att man lämnar regelbundna rapporter om elproduktionen under tre år, vilket inte är särskilt betungande.
På vintern, när elvärmen är igång, producerar solcellerna ingen nämnvärd energi. Ett snötäcke på fem centimeter motsvarar ett rejält molntäcke och är så transparent att panelerna ändock lämnar ca 5% av energin de skulle ha lämnat en solig vinterdag, men om snötäcket kommer upp till 10 centimeter lämnas ingen energi alls. Panelerna är emellertid svarta och hala och värme innifrån taket gör att tunn snö ganska snart smälter och rinner av om det inte är allt för kallt. Löv som lagt sig på panelerna glider av när det regnar. Men under vintern tvingas man i praktiken ändå köpa mesta delen av sin energi från elleverantören.
Hur fungerar solceller
Solceller är dioder. Väldigt stora och väldigt platta och tunna kiseldioder. Dioden bestå av en dopad kiselplatta som i korthet skickar ut en ström i diodens backriktning när den träffas av ljus. Det fotovoltaiska skeendet fungerar förenklat så att när en foton träffar en elektron i N-skiktet i dioden (där det finns för många elektroner) exciteras denna och får energi nog till att fara över till det positiva P-skiktet (där det finns för få elektroner). Detta är detsamma som att en ström flyter, eller att fotonens energi givits bort till elektronen och resulterar i sagda ström.
Kiselceller finns av i huvudsak två sorter, polykristallina och monokristallina. De polykristallina blänker i alla färger på ytan och är den vanligaste typen. Den är billigast eftersom den inte kräver samma noggrannhet vid tillverkningen som monokristallina kiselbrickor, men verkningsgraden blir i gengäld sämre. Bilden visar en polykristallin solcell och du ser utan vidare de olika kiselkristallerna, som ser ut som isrosor på ett fruset fönster.
Det är enklast att koppla alla solceller i en panel i serie. Det ger hög utspänning och bara två tilledare. När alla celler ligger i serie måste allihop vara belysta för att hela kedjan ska fungera. Som tur är lyser solen nästan alltid på hela solpanelen. Men vad händer om ett löv lägger sig på panelen och skymmer en enstaka cell? Då kommer den cellen att bli oledande. Därför har man överledande dioder som kopplar förbi den del av solpanelen som är skuggad. Se vidare kopplingsschemat nedan.
Kyligt väder behövs, tyvärr. Solceller är halvledare och som sådana har de en termisk resistans. När solen gassar, det är vindstilla och taket är svart kan panelerna komma upp i cirka 75 grader inuti och verkningsgraden sjunker betydligt, mot om temperaturen är lite lägre. Det är därför som man lämnat en luftspalt under solpanelerna för att luften ska kunna cirkulera och kyla cellerna så gott det går. Detta utgör en trist motsägelse: ju mera solen brakar på, desto sämre riskerar verkningsgraden att bli.
Beklagligtvis gillar ekorrarna den där luftspalten inunder. Förhoppningsvis smakar kablaget inte så gott för ekorrar.
