Solceller

Hvad er solceller, og hvad kan de bruges til?

Solceller bliver ofte forvekslet med solvarmeanlæg. Men hvor solvarmeanlæg producerer varmt vand, producerer solceller elektricitet. Solceller er en forureningsfri energikilde, som producerer elektricitet af solens lys. De solceller, der findes i dag, kan omsætte op til ca. 20 procent af lysets energi til elektricitet.

Man skelner mellem nettilsluttede solcelleanlæg og stand alone- eller ø-drift-solcelleanlæg. I denne artikel beskæftiger vi os kun med nettilsluttede solcelleanlæg, som indgår i boligens energisystem, der er tilsluttet det offentlige elnet. Stand alone- eller ø-drift-solcelleanlæg er ikke tilsluttet elnettet, men lagrer strømmen i batterier.

Solceller er typisk monteret i moduler, som indeholder 36-72 solceller. Et solcellemodul består af tynde siliciumplader, der er loddet sammen. Pladerne kaldes solceller eller "fotovoltaiske" celler (foto = lys og voltaisk = elproducerende), PV på engelsk. Når sollyset opfanges af solcellemodulerne, produceres jævnstrøm, hvis styrke afhænger af solcellemodulets størrelse og sollysets intensitet.

Solcellemoduler findes i et stort udvalg af størrelser, udseender og kvaliteter. Solcellemodulet kan bruges som byggeelement på tag eller facade eller som solafskærmning. Solceller kan f.eks. være bygget ind i glas eller ruder for at skærme mod solindfaldet. De kan også være semitransparente og lamineret imellem to lag glas. Det vil sige, at de både producerer el og skærmer mod solen.

For at solcellerne kan sluttes til elnettet, skal jævnstrømmen omformes i en speciel netinverter eller vekselretter, der omdanner til 230 volt.

Et solcelleanlæg er sammensat af række solcellemoduler, som er koblet sammen. Der er i princippet ingen begrænsninger for anlæggets størrelse. Det er den ønskede effekt og fysiske muligheder, der er afgørende for anlæggets størrelse.

I Danmark kan et nettilsluttet solcelleanlæg med en optimal placering levere 900-5.000 kWh, afhængig af størrelse. På vores breddegrader er den optimale placering mod syd med en hældning på 30-45 grader.

Hvilken type solceller findes der?

De solceller, som findes på det danske marked i dag, er næsten alle krystallinske og baserede på silicium, dvs. monokrystallinske eller polykrystallinske celler. Desuden er der ikke-krystallinske (amorfe) solceller og amorfe tyndfilmssolceller, som er baseret på pulveriseret silicium. De senere år er der kommet nye typer på markedet, der ikke er baseret på silicium.

Monokrystallinske solceller
En monokrystallinsk solcelle består af ét siliciumkrystal. Solcellerne er som standard sorte med en ensartet overflade. De er normalt runde i hjørnerne, men ønsker man en særlig tæt pakning i det færdige modul, kan de skæres ud i kvadrater. De enkelte celler er monteret mellem to lag glas eller mellem et glas- og et plastlag. Monokrystallinske celler har den højeste virkningsgrad.

Polykrystallinske solceller
Polykrystallinske solceller indeholder flere siliciumkrystaller, og de er ofte i blå nuancer og firkantede. De enkelte krystaller i solcellen kaster lyset forskelligt tilbage, hvilket giver en "levende" overflade. Polykrystallinske celler har en lidt lavere virkningsgrad pr. kvadratmeter end monokrystallinske.

Standardmoduler er ofte monteret i en aluminiumsramme, som fastgøres med bolte til f.eks. tag eller facade. Der findes også moduler uden rammer. De gøres fast direkte i glasset eller tilpasses konstruktionen på en glasflade. De rammeløse moduler er især velegnede, hvis solcellerne skal integreres i taget eller facaden og ikke blot placeres ovenpå.

Tyndfilmssolceller og amorfe og ikke-krystallinske typer
De først udviklede tyndfilmssolceller var baseret på amorft silicium (a-Si), og senest er der kommet solceller af bl.a. kobber-indium-selen (CIS) og cadmium-tellurid (CdTe). De har et lavt materiale- og energiforbrug i fremstillingen. Siden 2005 er deres markedsandel blevet mere end fordoblet.

Amorfe siliciumceller hører til familien af tyndfilmssolceller. Den fotoaktive halvleder er i dette tilfælde
amorft silicium (formløst eller ikke-krystalliseret silicium), hvorpå der dampes et bærende underlag, oftest glas. Materialeforbruget er lavt, og det giver en betragtelig energibesparelse ved fremstillingen sammenlignet med krystallinsk silicium. Amorft silicium er langt den mest udviklede teknologi. Effektiviteten er imidlertid en del lavere end med krystallinske solceller. Amorfe eller mikromorfe solceller kan fås i mange former.

Man kan også få solcellemoduler af metalfolie og kunststof, som i modsætning til glasmoduler kan bøjes uden at tage skade. Farven er rødligbrun til sort.

En anden type er CIS-tyndfilmssolceller (Cu = kobber, I = indium, S = selen), som er en siliciumfri teknologi. Farven er sort, og deres effektivitet kan sammenlignes med krystallinske celler. De er meget velegnede til nettilsluttede anlæg.

Hvad kan du spare med et solcelleanlæg?

Hvis en husstand med et elforbrug på 4.000 kWh årligt skal være selvforsynende, kræves et anlæg på 33-43 kvadratmeter. Et solcelleanlæg på 10-15 kvadratmeter vil give 30-40 procent selvforsyning i en gennemsnitlig husstand og en årlig reduktion på ca. 2 ton drivhusgasser, inkl. CO2.

Priserne på solceller er faldende. I de følgende priseksempler er der taget udgangspunkt i priser ultimo 2009 fra to leverandører, henholdsvis Gaia Solar med en krystallinsk løsning og Vind & Sol med en *CIS-tyndfilmsløsning fra Würth Solar.

Markeringen * angiver i det følgende tallene fra Würth Solar, tallene uden markering er fra Gaia Solar.

Et typisk krystallinsk solcelleanlæg til en bolig vil være et 4 kWp-anlæg (kilo-Watt-peak angiver anlæggets topydelse), som er den størrelse anlæg, der oftest anvendes i enfamiliehuse. Prisen ligger omkring 170.000 kr. (dvs. på niveau med et nyt badeværelse eller køkken). Anlægget producerer ca. 3.720/*4.000 kWh/år, og det kræver et areal på 33/*43 kvadratmeter.

Nogle tag- og facadebeklædninger, f.eks. glas eller stenplader, er ofte lige så dyre som solcellerne. Så skal huset alligevel have nyt tag eller ny facade, behøver det ikke blive så dyrt at erstatte noget af materialet med solceller.

Et eksempel på pris og ydelse for et anlæg på 4 kWp (anslåede 2009 priser):

Bestil EnergiMidts gratis bog om solceller