Lav temperatur = mer solstrøm ?

Det er et sikkert vårtegn når strømmåleren endelig begynner å rulle bakover igjen. Lengre dager kombinert med lavere oppvarmingsbehov gjør at man endelig produserer mer strøm enn man bruker. Og ikke nok med det – relativt lave temperaturer gjør solcellene enda mer effektive! Det er ihvertfall det man får høre når man skal skjønne hvorfor vi har såpass gode solstrøm-forhold også i Norge. Så la oss se litt nærmere på dette fenomenet som skyldes en faktor kalt Temperaturkoeffisienten.

Temperaturkoeffisienten

Temperaturkoeffisienten er definert som hvor stor prosentvis relativ nedgang i effektivitet et solcellepanel får ved en økning av temperaturen på panelet på én grad. Et typisk tall er -0.4 %/°C. Dette betyr, at om solcellepanelet står på en kald vårdag med en temperatur på omtrent 10°C vil det produsere nesten 8% mer strøm enn på en varm sommerdag med 30°C på panelene, om alt annet er likt.

I realiteten er temperaturen på solcellepanelene betydelig høyere enn lufttemperaturen, da man selvfølgelig ønsker at mest mulig av sollyset skal absorberes på panelene, samtidig som at mye av sollyset har for lav energi til å gi strøm og derfor kun varmer opp panelene. Her vil også vinden spille inn, for om man får god lufting rundt panelene vil dette være med på å holde nede temperaturen. Ja, man har også de som lager paneler med integrert vannkjøling og slår dermed to fluer i en smekk: oppvarmet vann og mer solstrøm! (men til en ekstra kost, så om det lønner seg er en annen sak).

Hva betyr det for oss i kaldere strøk?

Det er en kjennsgjerning at solcelleforholdene i deler av sør-norge (særlig sørlandet og kysten opp til oslofjorden) er vel så gode som ved sørligere breddegrader i Danmark og Tyskland, og som du ser i Aftenpostens beregninger (basert på PVGIS) vist under.

pvgis_europe-solar_opt_publication

Innstråling_europa_aftenposten

La oss ta en titt bak disse tallene… Når vi (eller aftenposten) spør PVGIS om hvor mye strøm vi kan produsere på et sted tar de utgangspunkt i flere ting: Soltimer, vinkler, skydekke, … og temperatur. De første faktorene vil gi innstrålt effekt, altså hvor mange solstråler som når fram til panelet ditt. Temperaturen vil derimot være den klimatiske faktoren som er med på å bestemme hvor effektivt panelene vil kunne omdanne disse solstrålene til strøm. I figuren under er disse to parameterene plottet mot hverandre for flere steder som gitt i tabellen ved siden av. Sammenlikner man steder i kaldere strøk (Norge) med varmere (sentral-europa) får vi en signifikant forskjell: kaldere steder gir mer strøm ved samme innstrålt effekt!

Innstråling_europa_PVGISdata.png

3.5 kWh av 160 kWh høres ikke voldsomt mye ut. Men det er da noe.

Vi får rett over 2% økt strømproduksjon på grunn av kaldere klima langs sørlandskysten enn i sentral-europa.

Det skyldes altså først og fremst temperatur. PVGIS har nemlig med temperatur i sine modeller når de beregner strøm fra solinnstråling. De har også lagt inn temperaturdata i sine kart som du ser under, som igjen gir grunnlag for å beregne det de kaller for relativ effektivitet – altså hvor effektive panelene er i forhold til oppgitte verdier ved standard betingelser (25°C, AM1.5, etc…). Naturlig nok har da kaldere klima høyere relativ effektivitet – solcellepaneler plassert her produserer mer strøm ved samme mengde solstråler.

 

For å konkludere: et bidrag til at vi har gode solstrømforhold i Norge er at vi har relativt kaldt klima. Men sammenliknet med andre astronomiske og meteorologiske forhold har det ikke så veldig stor betydning – man får fremdeles mye mer solstrøm i Spania enn i Norge!

Siste fra forskningsfronten i Norge

Jeg er så heldig å ha en kollega ved Universitet i Agder som akkurat har gjort seg ferdig med en doktorgrad med tittelen: Temperature coefficients of multicrystalline compensated silicon solar cells. Charly har hovedsaklig forsket på silisium fra Elkem Solar i Kristiansand. Solcellepaneler laget med dette silisiumet har vist seg å produserer mer strøm i svært varme strøk enn paneler laget med «vanlig» silisium, og Charly har nå skapt en god forståelse hvordan dette er mulig. I et intervju forteller Charly hvordan:

«Løsningen for Elkem Solar er å redusere motstanden i silisiumet, slik at energien lettere føres gjennom materialet. Da faller effekten mindre, selv om solcellepanelene holder høye temperaturer»

For de veldig interessert i detaljer så kan du jo se forsvarstalen hans.

Å produsere solcellepaneler med en lav temperaturkoeffisient har stor betydning for varme klima der også innstrålt effekt er høyest. Det gir konkuransefortrinn i en svært konkuranseutsatt og voksende bransje.

Temperaturkoeffisienten kan dermed sies å ha en dobbel betydning for oss i Norge: Vi har gode klimatiske forhold som gjør at solcellepanelene er mer effektive enn i varmere strøk OG vi bidrar til å øke effektiviteten i varme strøk ved å produsere solcellepanel med en lavere temperaturkoeffisient. Det lover godt for solcellekysten.

Advertisements

3 thoughts on “Lav temperatur = mer solstrøm ?

  1. Interessant!. Vi har inntrykk av at solcelleanleggene i Norge produserer bedre enn forventet. Brukes det for lave solinnstrålingsdata i beregningsmodellene? Problemet oppstår når vi skal nå et energimål med solstrøm, for da må vi dimensjonere etter de offisielle solinnstrålingsdata.

    Lik

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s