Lärdomar från RISE:s test av nio olika solcellssystem

Även om solcellsmarknaden växer så det knakar och det finns runt 100 000 solcellssystem i Sverige är studier över hur solpaneler producerar i svenskt klimat fortfarande förhållandevis få.

Sen över ett år tillbaka har forskningsinstitutet RISE haft nio solcellssystem i drift på taken av deras kontor i Borås. I november 2020 var vi på besök på den nyinstallerade anläggningen, och nu i december kom utvärderingsrapporten om hur väl anläggningarna har presterat. Vi har dykt ner i lärdomarna.

9 olika typer av solcellssystem

Syftet med projektet i Borås var att följa processen att skaffa solceller i sin helhet, från offertstadiet, till installation, till att de varit i drift under ett års tid. Enligt Peter Kovacs, forskningsingenjör på RISE, har RISE tillsammans med Energimyndigheten valt ut leverantörer och fabrikat för att täcka en så stor del som möjligt av utbudet på den svenska villamarknaden. Han förtydligar dock att andelen takintegrerade system är betydligt högre i testanläggningen än vad som säljs på marknaden, där utanpåliggande solpaneler av monokristallint kisel är dominerande.

RISE:s uppdrag till de utvalda leverantörerna var att installera ett system på runt 3 kW — motsvarande 7-8 vanliga solpaneler — och där leverantörerna själva fick välja övriga systemkomponenter såsom montagesystem och växelriktare. I slutändan blev det 9 solcellssystem varav 6 innehöll paneler som kan klassificeras som takintegrerade (dvs där solpanelerna utgör det yttre tätskiktet) och 3 som utgjordes av utanpåliggande standardpaneler.

För att kunna jämföra produktionen från respektive system är de monterade i samma lutning och väderstreck — rakt sydläge och i 45 graders lutning — och inom en radie på ca 50 meter.

Index över de nio solcellssystemen i RISE testanläggning. Solpanelerna i systemen från IKEA, Borås Elhandel och Kraftpojkarna är utanpåliggande “standardpaneler”, medan övriga är takintegrerade. Samtliga takintegrerade system består av paneler som på ett eller annat sätt ämnar att efterlikna utseendet på vanliga takmaterial. Mono innebär att panelerna utgörs av den vanligaste solcellstekniken: monokristallint kisel. Det finns flera typer av tunnfilmssolceller, i detta fall utgörs panelerna från Soltech av så kallad CdTe medan övriga använder CIGS.

Tre av solcellssystemen. Nederst är två av systemen bestående av utanpåliggande standardpaneler, Kraftpojkarnas system till vänster och Borås Elhandels system till höger. Överst i bilden är ett takintegrerat system från Midsummer.

Högst produktion med monokristallint kisel

Så hur såg produktionen ut med ett års drift i bagaget? Överlag bra, enligt RISE:s slutsatser. I solcellsvärlden är det vanligt att jämföra produktionsdata utifrån dess installerade kapacitet, dvs antal kWh per installerad kW, för att lättare jämföra anläggningar med olika typer av paneler och av varierande storlek. I det här fallet producerade samtliga system utom ett mellan 800 och 944 kWh per kW. (Lindabs system producerade bara 700 kWh på grund av ett flertal tekniska problem där panelerna bl.a. fick bytas under pågående test.)

En försvårande aspekt när man ska utvärdera hur väl faktisk solelproduktionen stämmer med beräkningar på förväntad produktion är att solinstrålningen varierar från år till år. I det här fallet var solinstrålningen 7% lägre än ett vanligt solår i Borås. Efter att RISE normalårskorrigerat den uppmätta produktionen visade sig beräkningarna i samtliga offerter utom två överträffa eller ligga inom några procent från faktisk produktion. Undantagen var Benders och det strulande systemet från Lindab som överskattade produktionen med 10% respektive 25%.

Allra mest producerade de fyra system med monokristallina solpaneler: Ikea, Kraftpojkarna och de två integrerade systemen från Svea Solar och Energihusgruppen. Produktionen från dessa låg mellan 970 och 1019 kWh per kW efter normalårskorrigeringen. Systemet från Borås Elhandel — som också bestod av monokristallina solpaneler — producerade “bara” 950 kWh per kW, dock med brasklappen att det även innehöll batterier där det troligtvis har uppstått vissa förluster vid laddning och urladdning.

Även om anläggningarna låg relativt nära varandra när det gäller producerad solel per kW är skillnaden desto större när det gäller verkningsgrad, dvs effekt per yta. Medan tunnfilmspanelerna ligger på mellan 7-11% har de integrerade panelerna av monokristallint kisel en verkningsgrad på 15-17%. Högst verkningsgrad har de utanpåliggande standardpanelerna på 18-20%. (Det ska poängteras att det även finns takintegrerade system som består av standardpaneler.)

Ytterligare en fråga som undersöktes i projektet var temperaturens påverkan på solelproduktionen. En vanlig solpanel har en temperaturkoefficient på runt 0,4%/°C, dvs den producerar 10% mindre vid en temperaturökning på 25 grader. (För tunnfilmssolceller är den negativa effekten av högre temperaturer vanligtvis lägre.) En farhåga kring takintegrerade system är att sämre ventilation leder till högre temperaturer och därmed lägre solelproduktion. RISE gjorde dock bedömningen att energiförluster på grund av högre temperatur “var underordnad andra skillnader mellan systemen”; runt 1% för de utanpåliggande systemen, 2-3% för de integrerade systemen från Soltech, Benders, Energihusgruppen och Svea Solar, och runt 6% för systemen från Midsummer och Lindab.

Till höger syns Energihusgruppens plåttaksliknande system Roofit och till vänster kan man skönja Benders takpanneliknande solpaneler.

Inget “bäst i test” av enskilda fabrikat

Enligt Jon Persson, projektledare på RISE, är det viktigt att påpeka att projektet inte är något “bäst i test” när det gäller solpaneler eller övrig kringutrustning. I och med att systemen skiljer sig åt med avseende på paneler, växelriktare, optimerare och montagesystem är det svårt att dra slutsatser kring hur specifika produktval har påverkat produktionen.

Både Peter Kovacs och Jon Persson lyfter fram helheten när vi frågar om de viktigaste lärdomarna från testet. Utöver produktionsmätningarna från de olika systemen har de granskat hur leverantörerna jobbat med installationerna och dokumentationen de lämnat. “Vissa leverantörer hade all kompetens i den egna organisationen och en välstrukturerad kommunikation mellan expertiserna. Andra hyrde in elektriker på timme och la en lapp i händerna.”, kommenterar Peter.

Jon påpekar att de även haft en del synpunkter kring kabeldragningen av likströmskablarna runt panelerna, samt från och till växelriktaren. I ett av systemen upptäckte de med hjälp av en värmekamera att en kontakt glappade ett år efter installationen, och i andra system var kablaget otillräckligt uppsatt. “Vi har varit kritiska, men vi har också fått en förståelse. Det saknas kommersiella produkter [för uppsättning av kablage] så det blir en del egna lösningar.”

Slutligen lyfter de fram vikten av bra dokumentation i samband med överlämnande av anläggningar. Med egenkontrollprogram och en beskrivning av hur anläggningen fungerar och är designad underlättas drift och underhåll, inte minst om huset säljs.

“Men den viktigaste produkten är en fungerande installation. Där allt är gjort enligt skolboken är risken mindre”, avrundar Jon.

Läs mer: Dags att lägga om taket? Vi går igenom när takintegrerade solpaneler lämpar sig (och när de inte gör det)