SOLCELLER. För ett hållbart och konkurrenskraftigt Sverige Anne Andersson 25 oktober Safety & Transport MÄTTEKNIK. Research Institutes of Sweden

Transkript

1 SOLCELLER För ett hållbart och konkurrenskraftigt Sverige Anne Andersson 25 oktober 2017 Research Institutes of Sweden Safety & Transport MÄTTEKNIK

2 Framtiden Elektrifiera, digitalisera och decentralisera för en hållbar värld 1. reducera energikostnader med smart automation 2: producera el, elbil, batterier 3. dela energi med omgivningen för systemnytta. 75 GWp (25% ökning) installerades mest Kina, Japan, Indien = hektar=75000 fotbollsplaner 1 kwp ca 7 m2 1 kwp producerar /- 200 kwh på ett år Sverige har installerat 60 MWp (60 fotbollsplaner) under 2016 totalt 175 MWp (NU är solelen uppe i 0,1 % av elmixen i Sverige jfr mer än 10% vind) Totalt 300 GWp i världen - Honduras leder med 12 % sol i sin el-mix Globalt 1,8% från solen, gas 20%, olja 30%, 11%kärnk, 5% vatten, 2,5% bio+avfall, 10% vind Vikten, materialet, mängden Si och priserna går ner Varje gång marknaden dubblas minskar priset på ett solcellssystem 37% nu är komponenter och installationskostnad ca lika stora som modulkostnaden Vikten och priset på växelriktaren minskat 90% på 20 år räknat per kwp Samtidigt är växelriktaren effektivare och håller längre Anbudsprogram - lägsta pris vinner problem för aktörer i branchen Ju mer el från solen ju lägre pris för kwh är problem för lönsamheten i branchen 2

3 Solforum 2017 i Västerås Transporten i nätet kostar mer än produktionen. Folk kopplar bort sig från nätet. Trend att gå ihop inom BRDF med ett abonnemang för att bli mer flexibla och minska kostnader. Inom BRDF kan individuella mätare sättas upp. Knyta ihop flera hus. I Göteborg använda begagnade bussbatterier många elbilar som laddar samtidigt kan ge obalans i nätet. Molntjänst med energistyrning. Fasbalansering med batterier? Brandsäkerhetskrav på batterier, standarder saknas, olika myndigheter ger olika bud - samordning saknas CODESprojekt batterier i fastigheter - frekvensbalans med hjälp av batterier EX ÖBO Living Lab, Stenas fastigheter i Göteborg, IHUS Uppsala E-regio projekt elbilpool hantera laddningen smart, elbil är batterier på hjul Växelriktare har blivit mycket effektivare och minskar i kostnad räknat per kwp, det saknas studie på degradering av moduler av olika typer i Sverige. Elbolagen inte så vana vid att hantera kunder. Man måste förstå att kunden inte förstår. Bättre kunddata för att skapa relevanta offertunderlag. Bättre ICT verktyg efterlyses som kan stödja hanteringen. Förstå alla delar i affärsmodellen. Byggnadsintegrerat - arkitekter det ger Nya värden för byggnader. Byggnadsmaterial, tak, fasad, glastak, fönster, Shingel parhus i Alingsås, Hägersten, Norrköping, Linköping flera varav en semitransparent på Vallaskolan 22 kwp. Hävdar 25 års garanti. Ingen produkt som är testad av RISE. Migrerande affärsmodell- leasing av solceller i Kalifornien succé medan i Nederländerna funkade det inte så bra. Takstorlek och försäljningsmetod inte samma. 3

4 Lite av varje Största system i Sverige är Varberg SOLSIDAN 2,7 MWp fick årets pris 2016 från Svensk solenergi. Dagens system vill behålla dagens villkor/lösning. Vi måste ändra framtiden för andra. Det gäller att inte hålla emot. Förenkla bidragssystemet. Solen ändrar modellen Varför skaffar man solceller - säkerheten, psykologiska faktorer när grannen skaffar så gör man det US flotta investerar i solel för att veta att man har stabil elförsörjning, Stora el-bolag kan komma att få det svårt Möjliggöra att man kan få el av grannen - decentralisera Elskatt lätt att tillämpa system större än 255 kwp MWh/år, är belagda med full energiskatt. Solelstrategin energimyndigheten - ökad användning av solel, 5-10 % av elanvändingen 2040, i siffror 7-14 TWh av ca 150 TWh, (vind hade mål 10 TWh nu 16 TWh > 10% av elmixen). Fram till % bidrag solrot 30% avdrag. Företag har 30% bidrag. Bostadsrätter är företag. Elcertifikaten kvar till 2030 och betalas ut till Skattereduktionen 60 öre/kwh upp till samma nivå som man köper. Max säkring 100 A Snabb utvecklingen inom batterilagring - smart teknik och lagring allt större del av (sol)energimässor 4

5 Solcells FOU: Universitet Uppsala(CIGS, CdTe), Linköping(organiska, ZnO), Chalmers(organiska), Lund(nanotrådar), Karlstad (Si)Nya material SOLIBRO CIGS fabrik i Uppsala (Hanergy), Midsummer tillverkar maskiner för tillverkning av flexibla CIGS-solceller, GLAVA energy center och Swedmodul-fabriken, Dalarnas högskola i Borlänge - installationer SERC Lamineringsmaterial EVA, DuPont Borealis(ägt av Österike och UAE) Blå eller svarta moduler? - Polykristallint Kisel, monokristallint Kisel Tunnfilmsmoduler för integrering DC-DC optimerare allt vanligare svenskt företag Täckskivor oftast etsat glas tar upp diffust ljus bättre - Baksida i polymer Bifacial - Dubbelsidigt kisel dvs både fram och baksida skördar fotoner då är det bra med vita tak ljust underlag Tillförlitlighet hållbarhet IEA PVPS program Task 13- statistik visar bättre och bättre hållbarhet i testerna Nya hårdare tester utvecklas som ska gälla för certifiering av moduler som ska tåla extrema klimat Sverige väldigt lämpligt för solceller rengöring behövs oftast inte Operation & Maintenance viktigt för att inte gå miste om produktion mäta & övervaka LCA life cycle analysis CO2 avtryck i framtiden viktigt att grejerna är tillverkade med grön elektricitet för att minska påverkan på vår miljö 5

6 Viktiga informationer Energimyndigheten Svensk solenergi Svenska kraftnät Vattenfall IEA PVPS Task 13 tillförlitlighet på solceller/komponenter och system Vi-i-villa bloggaren Bengt Stridh JRC i ISPRA i Italien Fraunhofer ISE i Freiburg TÜV Rheinland head Q in Köln Kolla upp certifikaten 6

7 Solceller på RISE Solel i elblandningen- samhällsnytta- LCA, LCC Mätningar Mäta ström-spänningskarakteristik Mäta temperaturer på moduler IR Tester Klimatkammare Solsimulatorer Mekaniska tester, snölast Långtidsprovning Inspektioner i fält Nyinstallationer Efter en tid rekommenderat var 3-4e år Möjligheter att få bättre effektivitet på system - Studera vad som händer på lång sikt Statistik 7

8 Varför fältmätningar/inspektioner kanske RISE? Många system saknar övervakning- Vanligt att system står urkopplat Oberoende instans rapporterar Statistik från Svenska förhållande Upptäcka fel att åtgärda för att öka produktionen Skuggor Nedsmutsning Skador Värdera system i en andrahandsmarknad Idéer för förbättringar i framtida system Säkerhet höga temperaturer och brandfara 8

9 Varför mätning på ditt system? Larm om nått hänt med systemet Statistik för dig och för att veta om det levererar som tänkt Förhindra stöld 9

10 NÅGRA BILDER FRÅN INSPEKTÖR SOM DELTAGER I DET INTERNATIONELLA SAMARBETET IEA PVPS TASK13 TILLFÖRLITLIGHET OCH HÅLLBARHET PÅ SOLCELLER

11

12

13

14

15

16 PV kind of Still live

17

18 Vad vi har använt i samband med fältinspektioner Visuell inspektion och fotografering IR inspektion och fotografering Mäta Ström-spänning-kurva strängvis Inspektion av kablage och vid omvandlaren växelriktare och ev suboptimerare Inspektion rekommenderas vart 3-4 år Vi kan också följa systemets produktion on-line via växelriktare Moduler kan även mätas upp i RISE laboratorier För att påvisa fel och/eller garantera leverans av moduler Man mäter i en sk flasher en blixtsolsimulator Och/eller testas på långtid under övervakning 18

19 Dokumentation studeras innan inspektion Tillgängligheten till utrymmen, stegar om det behövs Ansvariga personer för system och byggnader närvarande Soligt - Irradians över 700 W/m2 Vindmätning noteras stark vind blir brus i båda elektriska mätningar och i IR bilder Vinkel vid IR-fotografering reflektansen ökar och emittansen minskar med vinkel vid 8-12 um. Varma objekt i omgivningen syns. Din egen skugga kan synas Hur ser uppgång till tak ut Utrustning, IV-mätare, IR och vanlig kamera, termometer, vindmätare, noteringsblock 19

20 Ampere IV-kurva seriekoppling Strängar seriekopplade adderas spänningar till ca 1000 V I detta exemplet 3 minimoduler seriekopplade Alla kurvor korrigerade till STC dvs 25 C och 1000 W/m2 7 IV-kurva 3st jfr 1st: Volt

21 Skuggning Stadshuset i Karlstad - linjeskugga Litet system i Djurås växter skuggar av delar av moduler

22 Simonsland, Borås onödiga skuggor kan kanske avlägsnas, 22

23 Ampere Ampere Degradering av solceller Gårdsten S11 Pmaxstc:1400 W mot installerat 2600 W Volt mätning I [A] I STC [A] Gårdsten S12 Pmaxstc:1330 W Volt I [A] I STC [A] 23

24 SOLSIDAN i Varberg 24

25 Fågelbajs kan ge hot-spots 25

26 Värme speglas i modulerna är inte värme i modulerna 26

27 Är det för varmt nån stans i det elektriska? 27

28 Exempel från nytt system Man har högtryckstvättat ett tak efter montaget för att det skall målas, två strängar/rader smutsiga en rad rengjord på grund av fläckar efter sprutmålning men sensorn rengjordes inte den var både smutsig och fläckig från färg 28

29 Långtidstester - 0,7 kw system testat på blå huset Alla tre på microinverter uppmätta i flasher Beräknade med programmet PVsyst Jämförde med verkligt resultat Skillnader Indata jfr med sommaren 2013, mätosäkerhet, Degradering av moduler och inv. 29

30 Comparing the results Pvsyst 0,7 kw system En dag med liknande irradians I juli 5 % högre än Pvsyst och i augusti 10% lägre

31 TACK! Anne Andersson E-post Mobil Research Institutes of Sweden Safety & Transport MÄTTEKNIK