36
Department of Science and Technology Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings universitet Linköpings universitet SE-601 74 Norrköping, Sweden 601 74 Norrköping B-uppsats LITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och miljövänligt utveckling Ezmir Nuhanovic Mika Oksanen 2007-06-07

Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

Department of Science and Technology Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings universitet Linköpings universitet SE-601 74 Norrköping, Sweden 601 74 Norrköping

B-uppsatsLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE

Solceller och vindkraft för enhållbar, ekonomisk ochmiljövänligt utveckling

Ezmir NuhanovicMika Oksanen

2007-06-07

Page 2: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

LITH-ITN-YH-PR--07/010--SE

Solceller och vindkraft för enhållbar, ekonomisk ochmiljövänligt utveckling

Examensarbete utfört i Elektroteknikvid Linköpings Tekniska Högskola, Campus

Norrköping

Ezmir NuhanovicMika Oksanen

Handledare Krister ErikssonExaminator Amir Baranzahi

Norrköping 2007-06-07

Page 3: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

RapporttypReport category

Examensarbete B-uppsats C-uppsats D-uppsats

_ ________________

SpråkLanguage

Svenska/Swedish Engelska/English

_ ________________

TitelTitle

FörfattareAuthor

SammanfattningAbstract

ISBN_____________________________________________________ISRN_________________________________________________________________Serietitel och serienummer ISSNTitle of series, numbering ___________________________________

NyckelordKeyword

DatumDate

URL för elektronisk version

Avdelning, InstitutionDivision, Department

Institutionen för teknik och naturvetenskap

Department of Science and Technology

2007-06-07

xx

LITH-ITN-YH-PR--07/010--SE

Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och miljövänligt utveckling

Ezmir Nuhanovic, Mika Oksanen

Möjligheterna att använda förnybara, sol- och vindenergi, att driva luftvärmepumpar har studerats. Entypisk luftvärmepump drar 1,8kW effekt som högst under de kallaste perioderna. Studien visar attSverige är ganska solfattig under tiden då värmepumpen behövs som mest. Investeringen i solel ärmycket dyr. En kWh solel kostar cirka 4 - 5 kronor, räknat på 25års drift. Solel, som energikällarekommenderas inte för att driva värmepumpar.Vindkraft å andra sidan kan vara ekonomisk hållbar under vissa förhållanden. I motsats till solstrålninghar vinden olika hastigheter vid olika höjder och olika lägen. Småskalig vindkraft vid bra läge kan varaekonomisk hållbar medan vid ett vindfattigt läge kan vindkraft inte bära sina kostnader. Rapporten visarvidare kostnadskalkyler för småskalig sol och vind elproduktion. Vidare jämförs prisnivån i Sverige medTyskland, som är ledande inom solel. Lagstiftning och regelverk för installation av vindkraft berörsockså.

sole, vindel, solceller, vindkraft, förnybar, småskalig

Page 4: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

Upphovsrätt

Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare –under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extra-ordinära omständigheter uppstår.

Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner,skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat förickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrättenvid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning avdokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten,säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativart.

Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman iden omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovanbeskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådanform eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litteräraeller konstnärliga anseende eller egenart.

För ytterligare information om Linköping University Electronic Press seförlagets hemsida http://www.ep.liu.se/

Copyright

The publishers will keep this document online on the Internet - or its possiblereplacement - for a considerable time from the date of publication barringexceptional circumstances.

The online availability of the document implies a permanent permission foranyone to read, to download, to print out single copies for your own use and touse it unchanged for any non-commercial research and educational purpose.Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other usesof the document are conditional on the consent of the copyright owner. Thepublisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity,security and accessibility.

According to intellectual property law the author has the right to bementioned when his/her work is accessed as described above and to be protectedagainst infringement.

For additional information about the Linköping University Electronic Pressand its procedures for publication and for assurance of document integrity,please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/

© Ezmir Nuhanovic, Mika Oksanen

Page 5: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

i

Linköping Universitet

Campus Norrköping

ITN Industriell elteknik & elektronik Termin 4/2007

SOLCELLER OCH VINDKRAFT FÖR EN HÅLLBAR,

EKONOMISK UTVECKLING

Mika Oksanen [email protected]

Ezmir Nuhanovic [email protected]

Page 6: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

i

Sammanfattning Möjligheterna att använda förnybara, sol- och vindenergi, att driva

luftvärmepumpar har studerats. En typisk luftvärmepump drar 1,8kW effekt

som högst under de kallaste perioderna. Studien visar att Sverige är ganska

solfattig under tiden då värmepumpen behövs som mest. Investeringen i solel är

mycket dyr. En kWh solel kostar cirka 4 - 5 kronor, räknat på 25års drift. Solel,

som energikälla rekommenderas inte för att driva värmepumpar.

Vindkraft å andra sidan kan vara ekonomisk hållbar under vissa förhållanden. I

motsats till solstrålning har vinden olika hastigheter vid olika höjder och olika

lägen. Småskalig vindkraft vid bra läge kan vara ekonomisk hållbar medan vid

ett vindfattigt läge kan vindkraft inte bära sina kostnader. Rapporten visar vidare

kostnadskalkyler för småskalig sol och vind elproduktion. Vidare jämförs

prisnivån i Sverige med Tyskland, som är ledande inom solel. Lagstiftning och

regelverk för installation av vindkraft berörs också.

Page 7: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

ii

Förord

Vi vill tacka Krister Eriksson på Allvärmeteknik för möjligheten att göra detta

examensprojekt och vår handledare Amir Baranzahi. Examensprojektet har varit

intressant och lärorikt. Vi har lärt oss att söka, sortera och sammanfatta

omfattande och ibland komplex information.

All text i figurer är översatt till svenska från originalspråket.

Page 8: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

iii

Innehållsförteckning SAMMANFATTNING .......................................................................................................................................... I

FÖRORD .............................................................................................................................................................. II

INNEHÅLLSFÖRTECKNINGINLEDNING .................................................................................................. III

INLEDNING ......................................................................................................................................................... 1

1.1 BAKGRUND ............................................................................................................................................. 1 1.2 SYFTE ...................................................................................................................................................... 1 1.3 METOD OCH KÄLLOR ............................................................................................................................... 1 1.4 STRUKTUR ............................................................................................................................................... 2 1.5 AVGRÄNSNINGAR ................................................................................................................................... 2

2 SOLCELLER ............................................................................................................................................. 3

2.1 SOLCELLERNAS HISTORIK ....................................................................................................................... 3 2.2 TEKNIK OCH FUNKTION........................................................................................................................... 3 2.3 SOLCELLEN ............................................................................................................................................. 3 2.4 VERKNINGSGRAD .................................................................................................................................... 5 2.5 OLIKA TYPER AV SOLCELLER .................................................................................................................. 5

2.5.1 Kisel............................................................................................................................................. 5 2.5.2 Tunnfilm ...................................................................................................................................... 6 2.5.3 Grätzel ......................................................................................................................................... 6

2.6 SOLPANEL ............................................................................................................................................... 6 2.7 INSTALLATION ........................................................................................................................................ 7 2.8 KOSTNADSANALYS ................................................................................................................................. 8

2.8.1 Prisexempel ................................................................................................................................. 9

3 VINDKRAFT ........................................................................................................................................... 11

3.1 HISTORIA .............................................................................................................................................. 11 3.2 TEKNIK OCH FUNKTION......................................................................................................................... 11

3.2.1 Teori .......................................................................................................................................... 11 3.2.2 Teknik ........................................................................................................................................ 12 3.2.3 Vinden ....................................................................................................................................... 13 3.2.4 Placering ................................................................................................................................... 13 3.2.5 Planering ................................................................................................................................... 14

3.1 ANMÄLAN ............................................................................................................................................. 15 3.2 KOSTNAD .............................................................................................................................................. 15

3.2.1 Prisexempel ............................................................................................................................... 16

4 VÄXELRIKTARE (OMFORMARE) .................................................................................................... 18

5 GEMENSAMT FÖR SOL OCH VIND ................................................................................................. 20

5.1 ELPRODUKTION ..................................................................................................................................... 20 5.2 INMATNINGSABONNEMANG .................................................................................................................. 20 5.3 ELPRIS ................................................................................................................................................... 20 5.4 NÄTNYTTA ............................................................................................................................................ 20 5.5 ELCERTIFIKAT ....................................................................................................................................... 21 5.6 MILJÖBONUS ......................................................................................................................................... 21

6 RESULTAT OCH ANALYS ................................................................................................................... 22

6.1 RESULTAT ............................................................................................................................................. 22 6.2 ANALYS OCH SLUTSATSER .................................................................................................................... 22

6.2.1 Vindel ........................................................................................................................................ 22 6.2.2 Solel ........................................................................................................................................... 22

7 AVSLUTANDE DISKUSSION............................................................................................................... 23

REFERENSER .................................................................................................................................................... 24

BILAGOR ............................................................................................................................................................ 27

Page 9: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

1

1 Inledning

Detta examensprojekt är utfört på uppdrag av Allvärmeteknik med

huvudkontoret i Valdemarsvik.[1] Med sex regionkontor från Karlstad till

Stockholm täcker de mellersta Sverige. Huvudverksamheten består av

försäljning, installation och service av värmeanläggningar som bergvärme och

luftvärmepumpar. Huvudkontoret har även en badrumsbutik och man säljer även

braskaminer.

1.1 Bakgrund

Inom vår utbildning YH Industriell elteknik och elektronik ingår ett

examensprojekt på 7p.

Allvärmeteknik vill veta om alternativ elproduktion från solceller eller vindkraft

kan vara ett ekonomiskt komplement till deras värmesystem, dvs. att systemen

kan drivas utan att behöva köpa elkraft från det fasta nätet. Den vanligaste

värmepumpen har en maximal förbrukning omkring 1.8 kW/h. Den

genomsnittliga förbrukningen ligger dock omkring 0.9 kW/h under ett år. [1]

1.2 Syfte

Syftet med examensprojektet är att utreda om, eller när det är ekonomiskt

lönsamt för småhus- och minde fastighetsägare att investera i alternativ

elförsörjning till en luftvärmepump. Fokus är på solceller och småskalig

vindkraft. Då pumpen drivs med 230 VAC betraktar vi även växelriktare.

Utgångspunkten är en anläggning som producerar omkring 1 kW/h för att klara

av den genomsnittliga förbrukningen på.

1.3 Metod och källor

Projektet delades upp i tre delar; gemensam, solceller och vindkraft. Eftersom

inget praktiskt arbete skulle utföras bestod arbetet av informations- och

datasökning. Informationen insamlades genom internet, facklitteratur, e-post och

intervjuer. Sammanställningen påbörjades efter att en ansenlig mängd material

införskaffats. Parallellt fortsatte informationssökningen. Rapportskrivningen

påbörjades mot slutet av projektet. Alltmedan rapporten tog form uppdagades

avsaknaden av data, vilket medförde mer informationssökning och

sammanställningsarbete. Mycket självständigt arbete har utförts och

dokumentation har delats mellan projektmedlemmarna. Detta med hjälp av

fildelningsprogrammet Groove från Microsoft (inte att förväxla med PirateBay

och dyl.), av vilket utvärderingslicenser har gjort det möjligt.

Page 10: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

2

1.4 Struktur

Rapporten innehåller en bakgrundsbeskrivning, teori och funktion och analys

samt en avslutande diskussion. I rapporten förkommer hänvisningar och

referenser till källor som återfins i slutet av rapporten. Solceller och vindkraften

behandlas separat. Nätleverantörens och elhandelsbolagens prispåverkan

betraktas också.

1.5 Avgränsningar

Fokuseringen är på för dagen vanligaste solcellstyper baserade på kisel och

vindkraft från 1 - 10 MW/år. Batterier och ackumulatorer kommer inte att

belysas då antaget är att dessa redan i utgångsläget är för dyra och har kort

livslängd. Arbets- och monteringskostnader för Allvärmeteknik har inte tagits

med i beräkningarna. Uttag av likströms konstruktioner berörs inte, endast

växelström.

Page 11: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

3

2 Solceller

Solenergi har kunnat utnyttjas länge. Värme har vi alltid kunnat få ut av

solenergin, idag kan vi även omvandla solenergin till direkt elektricitet.

2.1 Solcellernas Historik

Den franska fysikern, Edmond Becquerel, upptäckte redan 1839 att vissa

material, om de exponerades för ljus, kunde leda små elektriska strömmar. Den

första solcellen tillverkades av selen år 1883. Endast 1 – 2 % av den

inkommande energin kunde omvandlas till el. 1954 tillverkades den första

solcellen av kisel av Bell Laboratories i USA. Verkningsgraden för den cellen

var på 4 % mot dagens, som har över 15 %. Solcellerna gjorda av kisel användes

från början (1958) till kommunikationssatelliter. Under oljekrisen på 1970-talet

förnyades intresset för solcellerna då de ansetts vara för dyra jämfört med oljan

tidigare, nu investerades det pengar inom området igen. [2]

2.2 Teknik och Funktion

Solceller är byggda av olika sorters halvledare. Med en solcell omvandlas solens

energi till elektricitet. Solstrålarnas fotonenergi1 sätter elektroner i rörelse i

halvledarematerialet. Denna elektronrörelse skapar ström.

2.3 Solcellen

Den vanligaste solcellen består av en

tunn, några tiondels millimeter tjock,

kisel skiva och ungefär lika stor som

en CD-skiva (Figur 1). Sidan för

solljus täcks delvis av ett metallskikt

som är mönstrat och har en elektrisk

kontakt med brickan. Den andra

sidan, baksidan, täcks också av ett

metallskikt. Det skapas en spänning

mellan dessa skikt när så länge den

belyses och cellen kan betraktas som

ungefär som ett batteri.

Figur 1, Kiselskiva [3]

_____________________________

1 Foton = en ljus partikel

Page 12: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

4

Solstrålarna består av fotoner1 och

när dessa träffar cellen absorberas

deras energi (Se Figur 2). Denna energi

frigör elektroner i N-skiktet. De fria

elektronerna lämnar positivt

laddade ”hål” efter sig, N-skiktet

blir positivt laddad. Det elektriska

fältet över PN-övergången (figur 3)

gör nu att de fria, negativt laddade,

elektronerna dras mot cellens

baksida, P-skiktet som har ett

underskott av elektroner. Med en

yttre last kopplat mellan baksidan

och framsidan skapas en elektrisk

krets. Nu vandrar elektronerna

genom den yttre kretsen till P-

skiktet och rekombinerar med hålen

som solstrålarna skapat. [2, 5]

Figur 3. PN-övergången

Fram och baksidan består av två olika dopade

material. När de sätts ihop så uppstår det ett

gränsskikt med en stor laddningsskillnad på var

sin sida om gränsen. De rörliga elektronerna

kommer att röra sig över från den N–dopade

sidan till P–dopade för att försöka jämna ut

laddningstätheten. I gränsområdet kommer nu

”hålen” gå åt motsatt håll. När den spontana

spridningsprocessen balanserats bildas ett

elektrisktfält. Detta fält motsvarar en spänning

över pn-övergången. När pn-övergången belyses

skapas fria rörliga elektroner och hål som

ansamlas ömsesidor av pn-övergången. Det är

dessa elektroner som kan vandra genom en

extern krets och utgör cellströmmen. Ett område

har således bildats som saknar rörliga

laddningar, utarmningsområdet. Figur 5. PN – Övergång Källa: http://www.corrosion-doctors.org/Solar/cells.htm Samtidigt har en potentialskillnad bildats mellan N- och P-sidan, en PN-övergång.

Figur 3, PN-Övergång. [5]

Figur 2, Solcellens funktion i genomskärning. [4]

Page 13: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

5

2.4 Verkningsgrad

Solcellers verkningsgrad varierar beroende på vilket material som cellen är gjord

av. För att en elektron ska släppa sin bindning måste fotonens energi vara större

än tröskelenergin för materialet och det är den energi som omvandlas till

elektricitet. Om fotonens energi är större än tröskelenergin blir överskotts-

energin värme. Är fotonens energi för låg kommer elektronerna återgå till sitt

ursprungsläge. Generellt brukar en solcell ge ifrån sig en spänning omkring 0,5

Volt oberoende av fysisk storlek, när den är belyst. Strömmen varierar däremot.

Genom att koppla cellerna seriellt eller parallellt påverkas alltså utgående

spänning och ström.

2.5 Olika typer av solceller

Det finns ett antal olika typer av solceller och ett antal olika material, varav kisel

celler är den vanligaste på marknaden idag. De olika materialen har sina för och

nackdelar. Viktiga faktorer när det gäller solcellerna är verkningsgrad, kostnad

och långtidsstabilitet.

Vi kommer att beskriva tre av dessa:

Kiselceller (marknadsandel ca 95 %)

Tunnfilmceller (ca 5 %)

Grätzelceller (Framtiden?)

2.5.1 Kisel

Enkristallint kisel (m-Si), hela solcellen är gjord av en enda kiselkristall och är

det vanligaste materialet, då erfarenheten av materialet stor. Solcellen har en

verkningsgrad på omkring 15 % och hög tillförlitlighet. Nackdelen är att det är

dyrt att tillverka och tillverkningsprocessen är välutvecklad, det innebär att det

inte finns några större synergieffekter även om stora volymer skulle

produceras.[7]

Polykristallint kisel (p-Si) är däremot billigare att tillverka men har samtidigt en

lägre verkningsgrad. Polykristallina solceller består av många små kiselkristaller

tätt tillsammans till skillnad mot enkristallina. Därmed får elektronerna (fria)

svårare att ta sig fram då de riskerar fastna i hål mellan kristallerna. [7] Man har

uppnått en verkningsgrad på 13,5 % för polykiselmodul. [8]

Amorft kisel (a-Si) (tillhör kanske kategorin tunnfilm men tas här upp under

kisel) har helt andra egenskaper trotts att den består av samma material som de

två ovan. Orsaken är att atomstrukturen inte är ordnad som i de kristallina

cellerna. För att göra solcellerna tunna måste ljusabsorptionen vara hög vilket

Page 14: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

6

amfort kisel har jämfört med en- och polykristallint. Verkningsgraden är inte

heller lika hög som för kristallina. Det största problemet med amfort kisel är

dess livslängd pga. materialets instabilitet då det exponeras för solljus. [7]

2.5.2 Tunnfilm

CIGS: namnet kommer från de solljus absorberande materialen som ingår i

cellen. Materialen är koppar (Cu), Indium (In), Gallium (Ga) och Diselenid

(Se2). Största problemet med CIGS tillgången av Indium. Högsta verknings-

graden som uppnåtts med en tunnfilmsmodul i storleken ca 0,4 m2 är 13,4 %.

Den låga material och energi åtgången vid tillverkningen möjliggörs av att

solcellsskitet bara är 3 tusendels millimeter tjockt, vilket medför en låg

tillverkningskostnad. [7]

2.5.3 Grätzel

Denna teknik bygger på fotosyntesen, dvs. man försöker efterlikna de gröna

växternas sätt fånga upp solenergi. Genom att halvledarytan är täckt med ett

färgämne och som laddningsbärare används en delvis ledande vätska i stället för

metall, skiljer den sig från de traditionella fotoelektriska cellerna. Fördelarna

med Grätzel är att tillverkningen är billigare än för kisel och när

arbetstemperaturen närmar sig 60ºC kan kiselcellernas verkningsgrad sjunka

uppemot 20 %, vilket inte händer med Grätzelcellen. Målet är att få upp

verkningsgraden till omkring 14 %.[9]

2.6 Solpanel

Oftast kopplas 36 celler ihop i serie vilket nominellt ger ca 18 Volt (vid full

belysning). Om högre utspänning önskas, kopplas fler celler till. Allt monteras i

en väderskyddad förpackning, en solcellsmodul (Figur 4). Förpackningen måste

släppa igenom så mycket soljus som möjligt och samtidigt skydda den från

väder och vind. Vanligaste materialet ovanpå är glas med lågt järn innehåll för

att erhålla bra transparens. För att fästa glaset på cellerna används ett

plastmaterial, som används även för att fästa cellen till ett bärmaterial. Under

monteringen sugs all luft ut mellan glas och plast så att utrymmena mellan glas,

solcell och bottenplatta förseglas. Modulen har ofta en ram av aluminium och

givetvis anslutningskablar.

De flesta tillverkarna lämnar en garanti på mellan 20 – 25 år, för att effekten inte

försämras. Men livslängden för en panel kan vara uppemot 40 år utan en alltför

stor försämring av verkningsgraden. Idag finns det inge säker statistik över

livslängden, utan det bygger på accelererade tester och simuleringar.

Page 15: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

7

Figur 4, Solpaneler av olika storlekar. Panelerna i

bilden är av tunnfilmstyp. [10]

2.7 Installation

Solpanelen kan monteras (se exempel nedan) på ett antal ställen men det

viktigaste är att den inte hamnar i skugga någon gång under solens förflyttning,

t.ex. bakom en flaggstång. Det försämrar effektuttaget eller rentutav förstör

solpanelen. Det går alltså att montera den på tak, vägg eller enskild ställning om

behovet finns. Utrustningen även placeras en bit från fastigheten.

Illustrationerna (figurerna 5-7) nedan visar några monterings anvisningar. [5, 11]

Figur 5, Vädersträck. Det

viktigaste är att placera panelen på

en plats där det är maximalt

solljus. Tänk på panelens riktning

före installationen för att

garantera bästa möjliga

elproduktion. [11]

Figur 6, Inga skuggor. Ingen

del av panelen får vara i

närheten av ett hinder t.ex.

takkant. [11]

Figur 7, Vinkel. Solen står högre

på sommaren än på våren,

hösten och vintern. När behövs

panelens produktion som mest?

Rikta den efter bästa

nyttoeffekten. [11]

Page 16: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

8

2.8 Kostnadsanalys

Priset för solel kan beskrivas på olika sätt och ett vanligt mått är kr/kWp, dvs en

kostnad per installerad maxeffekt. Standarden är att maxeffekten motsvarar den

uteffekt som fås från en solpanel när solens strålningseffekt är 1000 Watt/m2 vid

en temperatur på 25ºC. Den tar inte hänsyn till placering och energiproduktion

men ger möjlighet till kostnadsjämförelse mellan installationer. Man kan dela

upp kostnaderna för solcellssystem i fyra delar. [5]

Modulkostnad (1 st. panel) – den dyraste investeringen, även störst

möjlighet att sjunka.

Effektberoende kostnad – priset för kraftelektroniken per installerad

maxeffekt.

Ytberoende kostnad – Ev. mark, installation.

Projektkostnad – Planering, kontroll och projektering. Allt är beroende av

installationens storlek och ev. anpassningar.

Så här såg den uppskattade prisbilden ut år 2000 och hur den uppskattades till år

2010. (Tabell 1) [5, 12]

Tabell 1, Uppdelning av kostnader för solel och uppskattad sänkning fram till år 2010. Källa: Solel i

bostadshus - vägen till ekologiskt hållbart boende?, Brogren M., Green M., Program Energisystem,

Linköpings Tekniska högskola, Arbetsnotat Nr 17, April 2001, s 49.

Kostnad år 2000 (kr/Wp) Kostnad år 2010 (kr/Wp)

Modulkostnad 35 (66 %) 4 (50%)

Effektberoende kostnad 9 (17 %) 1 (12 %)

Ytberoende kostnad 9 (17 %) 3 (38 %)

Totalt 53 8

5,30 kr/kWh 0,80 kr/kWh

Prognosen ovan var väldigt optimistisk, det framgår av grafen på nästa sida

(figur 8). Den återspeglar den genomsnittliga prisutvecklingen, exkl. skatter, hos

återförsäljare av solpaneler de senaste sex åren. Priset i maj var ca €4,60/Wp.

Vilket motsvarar i kronor: 42,64kr/Wp 2 och 4,26 kr/kWh.

_____________________________ 2 €1 = 9,268850 Skr kurs 2007-05-29 19:04.24 Källa: OMX Fondbörs

Page 17: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

9

Figur 8, Priserna är exklusive skatter. [13]

2.8.1 Prisexempel

Solskenstimmarna är jämförbara över de södra delarna av Sverige, då

variationen är liten. Solinstrålningen kan delas upp i direkt och diffus3

instrålning. Globala4 medelinstrålningen var mellan åren 1962-90 omkring

1086 kWh/m2. Värdena är uppmätta i Jönköping med en sydlig riktning i 45º

vinkel från det horisontella planet och det värdet används i beräkningarna. [14]

Med solskensstatistiken från ovan fås en total solinstrålningsenergi på

27150 kWh (1086 * 25) under 25 år, av en panel av 1 Wp.

Nedan (tabell 2) belyses kostnader för två typer av solpaneler med olika

toppeffekter, monokristallina och polykristallina:

185 W = 6 paneler, totalt 1110 Wp

165 W = 7 paneler, totalt 1155 Wp

150 W = 7 paneler, totalt 1050 Wp

70 W = 15 paneler, totalt 1050 Wp

Priserna kommer från återförsäljare och inkluderar moms (25 %) men inte frakt

kostnader, då den kan variera. Det blir inga påslag från ett EU land. [15]

Priset för 1 kWh har beräknats enligt följande.

Kostnad för producerad kWh = K (kr/kWh)

Pris för antalet paneler som klarar 1kWp = Pr (kr)

Total solinstrålningsenergi under 25 år = E (27,15 kWh)

EK

Pr

_____________________________

3 Diffus, är den indirekta instrålningen . Ljuset som finns bakom ett hinder, i skuggan. 4 Global, en summering av direkt och diffus instrålning.

Page 18: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

10

Tabell 2, Priserna från USA och Tyskland är omräknade till svenska kronor. 5,6

Modell Land Pris/st Pris för ≤ 1kW Kr/kWh Yta 1kW (m2)

M-PW1650, 165W 7 USA 629010 44030 1,62 9,40

M-PW1650, 165W 7 Tyskland 802611 56182 1,79 9,40

Solcell 150 W 7 8 Sverige 1148012 80360 2,82 14,2

NT-185U1, 185W 9 USA 7089 10 61680 2,04 7,8

NUS5E3E, 185 W 9 Tyskland 817111 49030 1,63 7,9

ETM6370, 70W 9 Sverige 369913 55485 1,96 7,7

Störst betydelse för systemets area har verkningsgraden och celltekniken.

Monokristallina kräver enligt tabellen en mindre yta. Det håller också kostnaden

nere då behovet av antalet moduler är lägre.

Vid större installationer är det rimligt att anta att priset per modul blir lägre om

de beställs direkt från tillverkare, då både återförsäljare och fabrikör inte

behöver lagerhålla produkterna.

_____________________________

5 1$ = 6,845816 Skr kurs 2007-05-25 10:05.29 Källa: OMX Fondbörs 6 €1 = 9,268850 Skr kurs 2007-05-29 19:04.24 Källa: OMX Fondbörs

7 Ingen information om modell eller data på hemsidan.

8 Polykristallina

9 Monokritstallina

10 http://store.altenergystore.com, access 2007-05-30

11http://www.fotovoltaikshop.de/, access 2007-05-30 12 http://www.legoelektronik.se/se/produkter/solceller/solpaneler/solcell_150_w, access 2007-06-01

13 http://solarlab.se/, access 2007-06-01

Page 19: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

11

3 Vindkraft

Vindkraften ökar mest, det är den energi form som växer snabbats i världen.

Det senaste 5 åren har den ökat i med 40 % / år. I dagsläget ger vinden 20

gånger mer el än vad den gav för 7 år sedan. [16]

3.1 Historia

Professor Paul la Cour från Danmark som var meteorolog och aerodynamiker

byggde det första elproducerande vindkraftverket 1892. Vinkraften producerade

likström och använde ackumulatorer för energilagring. Det fanns 72

vindkraftverk år 1908 med 10-20kW effekt i drift och vid andra världskrigets

slut även 18 stycken med 45kW effekt. Målet som regeringen siktar på är att vi

ska ha 10 TWh el från vindkraft i Sverige år 2015. [17]

3.2 Teknik och Funktion

Vindkraftverk fångar upp rörelseenergi ur vinden och omvandlar den till

elektrisk kraft [18]. Vindkraft ger inte några utsläpp och kräver inte

miljöförstörande transporter av t.ex. bränsle, den producerar ren energi. Rotorns

ljud kan upplevas störande och kan i vissa lägen ge upphov till roterande

skuggor.

3.2.1 Teori

Ett normalt vindkraftverk har tre vingar och varvtalet för vingarna är mellan 10-

30 varv i minuten. Ett vindkraftverk producerar energi när det blåser mellan 4 –

25 m/s, man räknar att det blåser tillräckligt bra när vindkraftverket producerar

el ca 80 % av tiden den snurrar under ett år. Ett modernt vindkraftverk fångar in

ca en tredjedel av kraften i vindarna som träffar rotorn och med ett gott vindläge

producerar ett vindkraftverk om 1 MW drygt 2 000 MWh per år, det motsvarar

ca 100 eluppvärmda villor.

Sverige har relativt lite vindkraft till skillnad från andra vindkraftsländer.

Danmark får ca 20 % av sin el från vindkraft, och Tyskland producerar ca 30

TWh med sina 18 000 vindkraftverk. År 2006 hade Sverige ca 780

vindkraftverk som producerade ca 990 GWh under det året. En bedömning visar

att Sverige kan få 30 TWh av vindkraften. I (figur 9) ser vi hur mycket el all

vindkraft i Sverige har producerat under 30 dagar (2007-04-29-2007-05-29).

.

Page 20: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

12

Figur 9, Så mycket kan det varierar från dag till dag. Blåa linjen är dagsvärden medan den

röda är medelvärdet. Värdena är från 29 april till 29 maj 2007.[19]

3.2.2 Teknik

Ett vindkraftverk består av ett torn i stål, en två- eller trebladig rotor (som ser ut

som en propeller) och ett maskinhus som är monterat ovanpå tornet [20]. Tornen

tillverkas koniska med ökad bredd nedtill för att öka hållfastbarheten vilket

innebär att det också sparas material och tillverkningen blir billigare. Inne i

maskinhuset, se (figur 10), finns det ett styrsystem (för vindkraftverkets

funktioner), generator, hydralik och beroende på fabrikat och typ en växellåda.

När vinden träffar rotorn börjar den rotera. Rotorn som är kopplad till en

generator (figur 11) kommer att producera el som sedan matas ut till elnät och

därifrån till olika hushåll och elkunder.

Figur 10, Typisk maskinhus i genomskärning. [21]

Page 21: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

13

3.2.3 Vinden

En lyftkraft skapas när vinden passerar över bladen, lyftkraften drar runt bladen

i rotationsriktningen och rotorn att börjar snurra. Om rotorn snurrar fritt, alltså

utan något motstånd, kommet varvtalet att öka när vindens hastighet ökar.

Beroende på vilket håll vinden blåser åt vrider sig rotorn och maskinhuset. När

bladspetsens hastighet är mellan 5 – 7 gånger högre än den ostörda vinden

utnyttjar vindkraftverkets rotor vindenergin effektivast. Det betyder att

bladspetsen rör sig 6 gånger snabbare än vinden som den drivs av. Större rotor-

diameter sänker varvtalet. Eftersom hastigheten är den samma kommer

omkretsen och därmed ytan att vara större och mer energi fångas ur vinden.

Vindkraftverket omvandlar ca 30 % [22] av vindens energi till elektrisk energi.

Figur 11, Bilden visar hur propellerna snurrar med hjälp av vinden och

den elektroniska generatorn gör om vindenergin till elkraft som sedan

matas vidare till elnätet. [23]

3.2.4 Placering

Eftersom vindhastigheten har stort betydelse inom vindkraft är det nästan bara

placeringen som avgör ett vindkraftverks effektivitet. Markytan har ingen

påverkan på vinden vid höjder på över 1 km. Men på lägre höjd påverkas vinden

i stor utsträckning av jordytans s.k. råhetsklass, det innebär högre torn för

landbaserade jämfört med havsbaserade vindkraftverk. (tabell 3) nedan, visar

uppdelningen av råhetsklasserna.

Page 22: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

14

Tabell 3, Olika typer av råhetsklass. [24]

Råhetsklass Beskrivning

0 Hav och sjöar

1 Landskap med enstaka hinder

2 Landskap med inslag av träd och gårdar

3 Bebyggelse

4 Stark bebyggelse

En högre råhetsklass betyder mer försvagad vind. Bebyggelse och träd har en

råhetsklass på ca 3 – 4 medan t.ex. en landningsbana för flygplan har ca 0.5 i

råhetsklass. Öppet vatten är det ideala för ett vindkraftverk. Hur ska man veta då

vilken höjd som är bäst för ett vindkraftverk? Om vi antar att vi har en

råhetsklass på ca 2 och att det blåser med 10 m/s på 100 meters höjd kan man

enligt (figur 12) läsa av vindhastigheten på lägre höjder.

Figur 12, Vindhastigheten varierar beroende

av höjden. [24] Figur 13, Rotorbaldet är 15 m lång

vilket betyder att omkretsen är 30 m.

[24]

Har vi ett vindkraftverk som är 30 meter högt kommer det att blåsa ca 8.9 m/s då

vingarna är i sitt översta läge och 7.5 m/s i sitt understa läge då rotorn mäter 30

meter i diameter, som (figur 13) visar.

3.2.5 Planering

När ett vindkraftsverk planeras bör placering med bra råhetsklass och höjd

väljas. Eftersom hinder försämrar vindhastigheten väldigt mycket skapar den

turbulens i omgivningen. I beräkningarna ska de viktigaste hindrena inom 1 km

radie från vindkraftsverket tas med. Ofta går det att se på själva naturen om

placeringen blir bra och om det finns några hinder. Genom att betrakta enstaka

Page 23: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

15

buskar och träd går det att se i vilken

riktning den resulterande vinden

blåser. För bästa möjliga bedömning

om vindkraftverkets placering bör

data om vindhastigheten samlas in,

gärna ett år innan. Det är en stor

fördel om det finns vindkraftverk i

närheten, dessa kan ge viktig data om

vindförhållandena. (Figur 14) visar var

alla vindkraftsverk i Sverige är

placerade. De kan ge bra statistik var

det kan finnas bra vindförhållanden.

3.1 Anmälan

För att bygga ett vindkraftverk måste

en anmälan göras. För vindkraft-

anläggningar som kan producera en

effekt mellan 125kW – 25MW per år,

måste anmälan göras skriftligt till

miljö- och hälsoskyddsområdet. [26]

Överstiger effekten 25MW krävs det

även ett tillstånd från länsstyrelsen.

För anläggningar mindre än 125 kW

krävs en anmälan endast till

kommunen. En anmälan måste alltid

Figur 14, Illustrerar var alla vindkraftsverk är

placerade i Sverige år 2006. [25]

innehålla uppgifter som kommunen behöver för att bedöma vindkraft som

miljöfarlig verksamhet. Uppgifter som kommunen vill ha svar på är ritningar

och tekniska beskrivningar. Miljösekvensbeskrivning måste ibland också vara

med i ansökan, det beslutar kommunen från fall till fall. När ansökan är klar

skickas den i två kompletta exemplar, ett för den kommunala nämnden och ett

för länsstyrelsen.

3.2 Kostnad

Att inverstera i ett vindkraftsverk kan vem som helst göra. Men först måste det

avgöras om investeringen är lönsam, dvs. om det kommer att ge någon vinst.

Eftersom ett vindkraftverk har en livstid på 20 år är det bra att möjliggöra bra

lånevillkor, om det finns behov av extra kapital, för att bedöma verkets totala

ekonomi. Det som avgör om det blir lönsamt att bygga ett vindkraftverk är

informationen om vindförhållanden på plasten och som tidigare beskrivits går

det att göra goda bedömningar hur mycket det blåser och hur mycket ett verk

kan producera.

Page 24: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

16

Till havs blåser det mest, men det kostar också mest att bygga där. I dagsläget är

det mer lönsamt att bygga ett vindkraftverk på land. Eftersom vinden är gratis är

investeringskostnaden störst. Investering består av fundament, väg, elanslutning,

elinstallationer, mark och projektering. Det tillkommer också kostnader när

verket är i drift, kostnader som ränta och kapitalkostnader d.v.s. amortering, drift

och underhåll. Drift och underhåll består av kostnader för service, försäkring,

elmätning, telefon, fastighetsskatt, miljöavgift och administration. Kostnaden för

det beror på hur stort vindkraftverk man har och hur mycket den producerar.

Intäkterna består av elpris, nätnytta, elcertifikat och miljöbonus vilket beskrivs

mer under kapitlet gemensamma kostnader.

3.2.1 Prisexempel

Här är ett exempel på ett

vindkraftverk (figur 15) som skulle

passa till värmepumpen. Verket har

en uteffekt på 2 kW. Företaget som

säljer produkten heter Abatec s.a.

och ligger i Argentina. [27] Data och

priser över vindkraftverket ses i

(tabell 4). I priset ingår även en

spänningsregulator och ett

batteripack. Verket kan omvandla till

1 fas växelspänning med hjälp av en

växelriktare.

Tabell 4, Information över verket F2000/9. [27]

Figur 15, Bild på vindkraftverket. [28]

Modell F2000/9

Uteffekt (W) 2 000

Max Uteffekt (W) 2 200

Ut (VDC) 96, 120

Generator typ PMG

Rotor typ Fiberglas

Rotor diameter (m) 3.7

Vikt (kg) 120

År på marknaden (år) 10

Pris ($) 2 750

Page 25: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

17

Figur 16, Whisper 200. [27]

Två andra modeller är Whisper 200

(figur 16) och Skystream 3,7 och är

tillverkade av det amerikanska

bolaget Southwest windpower.14

Whisper 200 har en rotordiameter på

3 m vilket ger en möjlighet att

leverera ca 193 kWh i månaden vid

en medelvind av 5.4 m/s. Max

effekten är 1 kW när det blåser minst

11.6 m/s. Verket väger ca 200 kg.

Skystream med en rotor diameter på

drygt 3,7 m, kan leverera 400kWh

vid en medelvind på 5.5 m/s. Vid en

vindhastighet omkring 11.5 m/s

genererar den minst 1.8 kW som

toppeffekt. Största skillnaden mellan

dessa två modeller är att Skystream

har en inbyggd växelriktare. Det

innebär att det inte finns behov extra

kraftelektronik.

Både Whisper och Skystream finns

hos den svenska återförsäljaren Lego

Elektronik AB.15

I USA finns det en internetshop,

Altenergystore 16

som säljer dessa. I

tabellen (tabell 5) nedan presenteras

priser för alla vindkraftverk som

presenterats ovan.

Tabell 5, Kr/kWh är beräknade på 30 % av verkets max effekt. Priserna från USA och Argentina är

omräknade till SEK 17

och inkluderar en tullavgift på 2.7 %. [15] Montering och övrig tillbehör är inte

inkluderade.

Modell Land Pris/st Kr/kWh Effekt max kW Garanti (år)

F2000/9 (VDC) Argentina 2416818 0,23 2 Ingen uppgift

Whipser 200 (VDC) Sverige 3285015 0,63 1 2

Whipser 200 (VDC) USA 1974116 0,38 1 5

Skystream 3,7 (VAC) Sverige Ingen uppgift 15 1.8 Ingen uppgift

Skystream 3,7 (VAC) USA 4732516 0,50 1.8 5

Pris på torn är beroende av höjd och kvalitets behov och är därför inte

specificerade men de billigaste kostar omkring 2 000 kr och de dyraste uppe mot

80 000 kr eller mer.

_____________________________

14 http://www.windenergy.com/

15 http://www.legoelektronik.se /, access 2007-05-30

16 http://store.altenergystore.com, access 2007-05-30 17 1$ = 6,845816 Skr kurs 2007-05-25 10:05.29 Källa: OMX Fondbörs

18 http://www.savoiapower.com/windturbines.html, access 2007-05-30

Page 26: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

18

4 Växelriktare (omformare)

För att driva luftvärmepumpen behövs växelspänning. Det ordnas med en

växelriktare, som omvandlar likspänningen till växelspänning detta eftersom

både solpaneler och de små vindkraftverk som behandlas i rapporten levererar

likspänning, förutom Skystream 3,7. Det finns ett varierat utbud av både pris

och kvalitet. Att tänka på när man väljer en omformare är vilken utspänning som

fås från solpanelerna och, det beror på antalet solcellspaneler som är kopplade i

serie, och vindkraftverket. Eftersom Allvärmeteknik har helhetsåtaganden vilket

i praktiken innebär att alla installationer är fasta. Det får inte förekomma några

lösa stickkontakter eller liknande. Därför har enbart växelriktare för fast

installation undersökts.

Två tillverkare från Tyskland som specialiserat sig på produkter inom elkraft,

bl.a. växelriktare till solpaneler och vindkraft är SMA 18

och Sunways 19

.

Passande modeller från för att omforma en effekt på 1 kW och utomhus

montering är Sunny Boy SB 2500 (figur 17) från SMA och Sunways NT 2600

(figur 18) från Sunways.

Figur 17, Växelriktare Sunny Boy SB 2500 från SMA för anslutning till det fasta elnätet. [30]

Verkningsgraden för Sunny Boy SB

2500 är ≥ 93 % vilket innebär

förluster, förutom det kablar och

kontakter genererar.

Sunways NT 2600 (figur 18) har

något högre verkningsgrad, ≥ 96 %.

Nedan presenteras priser på dessa

enheter. (Tabell 6) Det finns givetvis

fler tillverkare på marknaden men

som inte tagits med i detta arbete.

Figur 18, Växelriktare Sunways NT 2600 från

Sunways. [31]

_____________________________

18 http://www2.sma.de/en/home/index.html 19 http://www.sunways.de/en/index.php

Page 27: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

19

Tabell 6, Priser på växelriktare i SEK.

Modell Max effekt Nom. Effekt Verk. Grad (%) Pris (Kr) 20

Sunny Boy SB 2500 2500 2300 ≥ 93 13297 [31]

Sunways NT 2600 2200 2200 ≥ 96 14529 [31]

Sunways minsta växelriktare är NT 2600 och är jämförd med en likvärdig från

SMA. De är överdimensionerade för solpanelsanläggningar som producerar 1

kW nominellt. Kostnaden för varje producerad kW elektricitet blir härmed hög.

Däremot är de lämpliga till vindkraftverket F2000/9 som har en maximal

uteffekt om 2200 W.

Båda tillverkarna lämnar 5 år i garanti, med en option på 10 år.

5 år extra för SMA kostar SEK 214120 och SEK 503020 för Sunways.

_____________________________

20 €1 = 9,268850 Skr kurs 2007-05-29 19:04.24 Källa: OMX Fondbörs

Page 28: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

20

5 Gemensamt för sol och vind

5.1 Elproduktion

Ett vindkraftverk och solmodulsystem producerar inte el konstant och då finns

behov av försörjning från annat håll. Det finns tillfällen när läget är omvänt och

produktionen är större än förbrukningen, då skulle möjligheten att sälja

överskottet vara fördelaktigt. För detta krävs att anläggningen är ansluten till det

fasta elnätet och att det finns ett inmatningsabonnemang med tillhörande

mätning med nätägaren. För att få ett elcertifikat krävs även mätningar varje

timma.[32]

5.2 Inmatningsabonnemang

Nätägarna tar ut en avgift årligen för ett inmatningsabonnemang. Denna avgift

ligger mellan 2400 – 3600 kr idag, hos olika nätägare. Kostnaderna är fördelade

på:

Mätare, strömtrafo & plint, terminal, revision

Avläsning

Avräkning

En engångsavgift vid anslutning krävs av nätägaren. Den kan variera beroende

på geografisk placering och storlek av installation

5.3 Elpris

Elpriset kan man bestämma på två sätt. För det första kan man som elproducent

teckna ett avtal med ett elhandelföretag om ett fast pris under en längre period

[32]. Den andra är att bestämma priset med den nordiska börsen ”Nordpool”.

År 2005 var medelpriset ca 27 öre/ kWh på Nordpool. Man kan räkna att i

dagsläget ligger den på ca 25-30 öre/ kWh.

5.4 Nätnytta

Vindkraftverk kan vara en fördel för närbolag därför är vindkraftproducenten

berättigad för en viss ersättning.[32] Det är svårt att säga exat hur mycket

nätnyttan är värd men man räknar med 1 - 5 öre/ kWh. Hur stor nätomsättningen

blir sammanlagt diskuteras med den lokala näroperatören.

Page 29: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

21

5.5 Elcertifikat

Elcertifikatsystemet uppkom den 1 maj 2003 till Sverige och ersätter tidigare

statliga investerings och driftsbidrag till vindkraft, solel och småskalig

vattenkraft. [32] Systemet skapar konkurrens mellan olika förnybara energislag

eftersom den är marknadsbaserat. Systemet ska även bidra till ökad produktion

av förnybar och minska utsläppen av växthusgaser.

För varje MWh el som produceras får elproducenten ett elcertifikat.

Enligt lag måste elkonsumenten köpa elcertifikat sk. kvotplikt. Storleken av

kvotplikten variera från varje år. Medelpriset för elcertifikatet är ca 220 kr/

certifikat d.v.s. 22 öre/ kWh. Elkonsumenten som inte köper tillräckligt med

certifikat måste betala en avgift på 150 % av certifikatpriset under förgående 12

månaders period.

Kvotpliktiga:

Enligt lagen om elcertifikat är följandekvotpliktiga:

Elleverantörer som levererar el till elanvändare

Elanvändare i den utsträckning som de använt el som de själva har

producerat, importerat eller köpt på den nordiska elbörsen

Elintensiva företag

5.6 Miljöbonus

Endast vindkraftsverk har rätt till en s.k. miljöbonus.[33] Vindkraftsverk som är

uppsatta vid hav får högre ersättning än dom på fastlandet eftersom

installationen är dyrare. Miljöbonusen sjunker successivt varje år och kommer år

2009 att upphöra för landbaserad vindkraft. För havsbaserad vindkraft är

ersättningen 12 öre/kWh år 2009.

Ersättningen som man får ses i (tabell 7).

Tabell 7, Intäkter av miljöbonus.

Intäkter Pris: Öre/kWh

Elpris 25

Elcertifikat 20

Miljöbonus (Havsbaserad) 15

Intäkter total 55

Page 30: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

22

6 Resultat och analys

6.1 Resultat

Det som framkommit under studien är att små anläggningar har svårt att uppnå

lönsamhet inom en rimlig tidsperiod. Dessutom behöver de underhållas i större

utsträckning. Att ansluta sig till det fasta elnätet blir också kostsamt för en liten

producent då de fasta avgifterna är höga.

Det har varit svårt att hitta aktuell information som behövs, samt att sortera och

sammanställa den.

6.2 Analys och slutsatser

Kostnaden för inmatningsabonnemanget är stort i förhållande till storleken av

den elproduktion som de små anläggningar producerar som granskats i

rapporten. Om inte staten går in och subventionerar eller med lag reglerar denna

avgift eller med andra åtgärder underlättar för små nätanslutna installationer, är

det svårt att motivera investeringar. Det finns även andra åtgärder som t.ex. I

Tyskland, där staten köper den alternativa elektriciteten till ett mycket

fördelaktigt pris, för att sedan sälja det tillbaka till reducerat pris. I många

delstater i USA installeras mätare som kan mäta i båda riktningarna och där

överproduktion räknas av från det förbrukade.

6.2.1 Vindel

Med beräkningarna för vindkraftverket framkommer det att det skulle vara

lönsamt att ansluta det till sitt egna nät men inte till fasta nätet med dagens

prissättning. Det varierar ekonomiskt väldigt mycket var man köper sitt

vindkraftsverk.

6.2.2 Solel

Priserna mellan solpaneler varierar alltifrån tillverkare, återförsäljare och teknik.

Den enda trenden som går att urskilja är att monokristallina moduler behöver

betydligt mindre yta jämfört med polykristallina.

Solel kan inte idag konkurera med den fasta elproduktionen i pris och

leveranssäkerhet i småskaliga installationer.

Page 31: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

23

7 Avslutande diskussion

Vi kontaktade Allvärmeteknik och presenterade vår idé om solceller och

vindkraft som alternativ till den fasta elen. De hade själva redan undersökt dessa

möjligheter, men var intresserade av mer djupgående information. Vi tycker att

det har varit ett intressant och lärolikt examensprojekt. Tyvärr hade vi stora

problem med att hitta prisinformation i Sverige på de produkter som vi berört.

Men även en del specifik data. Examensprojektet har gett oss stor nytta om hur

solpaneler, vindkraftverk och växelriktare produkter fungerar. Vi har även fått

en förståelse för vilken rådgivande roll energimyndighetens har. Men även hur

viktigt det är för staten att subventionera och reglera nya innovativa marknader

om marknaden inte självmant klarar av detta.

Som vidare arbete kan kostnader för att lagra energi i t.ex. batterier/

ackumulatorer undersökas. Att de är dyra och att livslängden är betydligt kortare

än för övrig utrustning är ett antagande. Några fakta om det har dock inte tagits

fram under detta projekt.

Page 32: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

24

Referenser

[1] Krister Eriksson, Allvärmeteknik AB, Mossebogatan 11, 615 32

Valdemarsvik, http://www.allvarmeteknik.se

[2] Solceller, från ljus till elektricitet, Martin Green, 2002, ISBN 91-7332-987-

8, svensk bearbetning Mats Andersson och Jonas Hedström

[3] http://sklep.ggi-

robotics.pl/pokaz_produkty.php?idpodkat=3&order1=cena&str=1

[4] http://www.corrosion-doctors.org/Solar/cells.htm

[5] http://www.corrosion-doctors.org/Solar/cells.htm

[6] http://www.energikunskap.se, Så fungerar en solcell, access 2007-05-30

[7] Solel i bostadshus – vägen till ett ekologiskt boende? 2001, Maria Brogren

Anna Green, Arbetsnotat Nr 17, ISSN 1403-8307

[8] Yamamoto K, Nakajima, Yoshimi M, Sawada T, Fukuda S, Suezaki T,

Ichikawa M, Koi Y, Goto M, Meguro T, Matsuda T, Kondo M, Sasaki T and

Tawada T, December 2004, A high efficiency thin film silicon solar cell and

module, Solar Energy ,Volume 77, Issue 6, Pages 939-949, Kaneka

Corporation, 2-1-1, Hieitsuji, Otsu, Shiga 520-0104, Japan.

[9] Anton Berthold och Emma Servin, Nanotillämpningar inom Fotonik-

Grätzell-cell och Kvantprickslaser, Lund, Student N03, Teknisk

nanovetenskap, Lunds tekniska högskola, E-post: [email protected],

[email protected]

[10] http://discoverpower.com/shop/solar_panel_module_photovoltaic_low-

_cost_electric.asp, access 2007-05-30

[11] http://www.napssystems.se/solel/installation.html, Installationsanvisning

från NAPS hemsida, access 20070530

[12] Solceller – nya förutsättningar, Referat från ett seminarium i riksdagen 11

maj 2000, Miljöteknikdelegationen, Pm 2000:7, www.elforsk.se/solel,

Access 2007-05-30.

[13] http://www.solarbuzz.com/, access 2007-05-28

Page 33: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

25

[14] Potentialstudie för byggnadsintegrerade solceller i Sverige Rapport 2.

Analys av instrålningsnivåer på byggnadsytor, Elisabeth Kjellsson

Rapport TVBH-7216 Lund 2000 Avdelningen för Byggnadsfysik, LTH,

sidan 19.

[15] http://taric.tullverket.se/, Tulltaxan, access 2007-05-31.

[16] Vindkraft i teori och praktik, Tore Wizelius 2002

[17] http://www.vindkompaniet.se/format/fakta_vindkraft.pdf,

access 2007-05-30.

[18] Vindens kraft, faktablad 1 juni 2004, Centrum för vindkraftsinformation -

CVI, Högskolan på Gotland, E-post: [email protected], www.cvi.se

[19] http://www.vindstat.nu, access 2005-06-01

[20] Så fungerar ett vindkraftverk, faktablad 3, juni 2004, Centrum för

vindkraftsinformation - CVI, Högskolan på Gotland, E-post: [email protected],

www.cvi.se

[21] http://www.favonius.se/vindkraft.php, 2007-06-13.

[22] Henrik Lindblad, [email protected]

[23] http://hem.passagen.se/ikma/vindkraftverk.gif, access 2007-05-15.

[24] http://www.acc.umu.se/~ingemar/, access 2007-04-30.

[25] http://www.energikunskap.se/web/otherapp/ekunskap.nsf/-

a735c78bc1058801c1256b20004db67b/8eb7c992e6f19816c1256e8200507

de6/flBody/0.672?OpenElement&FieldElemFormat=gif, access 2007-04-

15.

[26] Anmälan, Tillståndprocessen och nuläget, Energimyndigheten, Box 310,

631 04 Eskilstuna, [email protected],

www.energimyndigheten.se, ET 2007:08

[27] http://www.savoiapower.com/windturbines.html, access 2007-05-30.

[28] http://www.savoiapower.com/Images/F500.jpg, access 2007-05-30.

Page 34: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

26

[29] http://www.legoelektronik.se/se/produkter/vindkraft/whisper, access 2007-

05-20.

[30] http://www2.sma.de/en/solar-technology/products/solar-inverter/sunny-

boy/sb-2500/overview/index.html, access 2007-06-12.

[31] http://shop.fotovoltaikshop.de/269_sunways-nt-2600--850-v-.html, access

2007-06-12

[32] Hedström L, Stridh B, Juni 2006, Villkor för försäljning av el från

nätanslutna solcellsanläggningar – nuläge och förbättringsförslag, Svenska

Elföretagens Forksnings- och Utvecklings – Elforsk AB, Stockholm,

Elforsk rapport 06:48, www.elforsk.se/solel

[33] http://mainweb.hgo.se/projekt/cvi.nsf/0/

C1935E129CC4ACD8C125715E004E0DB7/$FILE/Vindkraftens%20Ekon

omi%2010.pdf?openelement

Page 35: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

27

Bilagor

Bilaga 1 Länkar med ytterligare information om ämnet

Page 36: Solceller och vindkraft för en hållbar, ekonomisk och ...liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:644751/FULLTEXT01.pdfLITH-ITN-YH-PR--07/010--SE Solceller och vindkraft för en hållbar,

28

Bilaga 1 Länkar med ytterligare information om ämnet

http://www.energimyndigheten.se, Energimyndigheten.

http://www.wikipedia.org, nätbaserat uppslagsverk, uppdaterat av användare.

http://www.viivilla.se, Vi i Villa, nättidning för villa ägare.

http://www.energimarknadsinspektionen.se, En del i Energimyndigheten.

http://www.elforsk.se/solel/, Nationellt samfinansierat program för

tillämpning och demonstration av solcellssystem.

http://www.svensk-vindkraft.org, Svensk Vindkraftförening

http://www.svenskenergi.se/, Svensk Energi är bransch- och

intresseorganisationen för landets elförsörjningsföretag.

http://www.windpower.org/, Danish Wind Industry Association

http://www.vindstat.nu/, Vattenfall.

http://www.eolica.se, Småskalig vindkraft.

http://www.napssystems.se/, Leverantör av fullständiga solsystem.

http://www.vindenergi.org, Vindforsk är ett samfinansierat program för

grundläggande och tillämpad vindkraftsforskning.

http://www.svk.se/, Svenska kraftnät.

http://www.vattenfall.se, elproducent och leverantör.

http://www.eon.se, elproducent och leverantör.

http://www.skystreamenergy.com/skystream/

http://www.lantbruksnet.se/lantbruksnet/kategori/utrustning.php-

?kid=9&aid=450, LantbruksNet Sverige AB.

http://www.bp.com/, Energi företag, allt från bränsle till transport, energi till

värme och ljus, m.m.