Hvordan virker solceller? Princip, ydelse, batteri og ulemper

Solceller laver strøm ved at lade sollys slå elektroner løs i et lag silicium. Der er ingen bevægelige dele — cellen omdanner lyset direkte til jævnstrøm, som en inverter derefter laver om til de 230 volt vekselstrøm, husets stikkontakter bruger.

Princippet: den fotovoltaiske effekt

En solcelle består af to lag silicium, der er tilsat forskellige stoffer:

• N-laget er tilsat fosfor og har overskud af elektroner.
• P-laget er tilsat bor og har underskud — «huller», elektroner kan falde ned i.

Mellem lagene opstår et elektrisk felt. Rammer en lyspartikel (foton) med nok energi cellen, slår den en elektron løs, og feltet skubber den i én bestemt retning. Forbinder man de to lag med en ledning, løber elektronerne gennem den — og det er strøm.

Cellen bruger ikke sig selv op. Så længe lyset falder på den, fortsætter processen.

Anlæggets dele

Inverteren er den del, der oftest skal skiftes først. Panelerne holder typisk 25-30 år, mens en inverter holder 10-15.

Hvor meget producerer et anlæg?

I Danmark regner man med, at 1 kWp installeret giver cirka 900-1.000 kWh om året. Et almindeligt husstandsanlæg på 6 kWp producerer altså omkring 5.400-6.000 kWh årligt — nogenlunde en families forbrug.

Men fordelingen passer ikke med forbruget:

Det er kernen i hele økonomien: du producerer mest, når du bruger mindst.

Placering og hældning

• Syd giver mest samlet produktion.
• Øst-vest giver 10-20 procent mindre i alt, men fordelt bedre over dagen — mere om morgenen og aftenen, hvor forbruget faktisk er.
• Hældning på 30-40 grader er optimalt i Danmark.
• Skygge er værst. Skygge på blot én celle kan trække hele strengens ydelse ned. Optimerere eller mikroinvertere pr. panel løser det, men koster ekstra.

Egetforbrug er hele pointen

Du får mere ud af at bruge strømmen selv end at sende den ud på nettet. Derfor giver det økonomisk mening at flytte forbrug til midt på dagen: opvaskemaskine, vaskemaskine, varmtvandsbeholder og opladning af elbil.

Et batteri hæver egetforbruget markant, men koster tilsvarende. Regn på tilbagebetalingstiden, før du køber — den afhænger helt af, hvor meget af din produktion der ellers ville gå til spilde.

Virker solceller uden direkte sollys?

Ja. Solceller reagerer på lys, ikke på varme eller direkte solskin. På en overskyet dag producerer et anlæg typisk 10-25 procent af, hvad det ville gøre i fuld sol — mindre, men ikke nul.

Det er derfor, danske anlæg overhovedet giver mening: en stor del af årsproduktionen kommer fra diffust lys på gråvejrsdage.

I mørke producerer de intet. Nattestrøm kommer enten fra nettet eller fra et batteri.

Kan man bruge strømmen direkte?

Ja — og det er netop det, du bør. Strømmen fra panelerne går gennem inverteren og direkte ud i husets installation, hvor den bruges af det, der er tændt. Kun overskuddet sendes ud på nettet.

Du kan ikke selv styre, hvor strømmen går: elektricitet tager altid den korteste vej. Har du et forbrug i huset, bliver solcellestrømmen brugt dér, før den sendes ud.

Derfor giver det økonomisk mening at flytte forbrug til midt på dagen — opvaskemaskine, vaskemaskine, varmtvandsbeholder og elbilsopladning.

Kan solceller med batteri betale sig?

Det afhænger af, hvor stor en del af din produktion der ellers ville gå til spilde.

• Uden batteri bruger en typisk husstand 25-40 procent af sin egen produktion. Resten sendes ud på nettet til en lavere pris, end du selv køber strøm for.
• Med batteri kan egetforbruget komme op på 60-80 procent.

Et husstandsbatteri på 5-10 kWh koster typisk 40.000-90.000 kr. installeret og holder 10-15 år. Regnestykket afhænger helt af forskellen mellem købs- og salgspris på strøm — og den forskel er det, der afgør tilbagebetalingstiden. Bed om et konkret regnestykke ud fra dit eget forbrug, ikke om et gennemsnit.

Ulemper ved solceller

• Produktionen passer ikke med forbruget. Halvdelen kommer i fire sommermåneder, hvor du bruger mindst.
• Skygge koster uforholdsmæssigt meget. Ét skygget panel kan trække en hel streng ned, medmindre der er optimerere.
• Inverteren skal skiftes efter 10-15 år — en udgift, der ofte glemmes i tilbagebetalingsberegningen.
• Taget skal kunne bære og bør ikke stå til udskiftning inden for de næste 10 år; ellers skal panelerne af og på igen.
• Produktionen falder cirka 0,5 procent om året.
• Ved strømsvigt slukker anlægget. Af sikkerhedshensyn kobler inverteren fra, når nettet falder ud — så du har ikke strøm, selv om solen skinner, medmindre anlægget har en særlig ø-driftsfunktion.

Typer af paneler

Virkningsgraden fortæller, hvor stor en del af sollysets energi der bliver til strøm. Resten bliver til varme — og det er derfor, paneler faktisk yder lidt dårligere på en meget varm dag end på en kølig, klar forårsdag.

Holdbarhed

Paneler afgiver typisk 25-30 års ydelsesgaranti, hvor producenten garanterer omkring 80-85 procent af den oprindelige ydelse ved periodens udløb. Faldet er cirka 0,5 procent om året.

Der er ingen bevægelige dele, så vedligeholdelsen er begrænset til at holde panelerne rene. Regn klarer det meste; ved lav hældning kan der samle sig snavs, som er værd at spule af en gang om året.

Solceller og andre energikilder

Modsat vindmøller og kraftværker har solceller ingen generator — der er ingen roterende del, og strømmen dannes direkte i materialet. Se, hvordan en generator virker, og hvordan en vindmølle virker.