26.07.2013 Views

Opgavesamling solcelle - Den jydske Haandværkerskole

Opgavesamling solcelle - Den jydske Haandværkerskole

Opgavesamling solcelle - Den jydske Haandværkerskole

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Alternativ energi i undervisningen – <strong>solcelle</strong>projekt<br />

På <strong>Den</strong> <strong>jydske</strong> <strong>Haandværkerskole</strong> har vi som en del af et større projekt (EFP projekt 33033‐0020 ”Solceller i<br />

undervisningen”) udarbejdet en lærebog (<strong>solcelle</strong>noter) og et opgavehæfte (opgavesamling – <strong>solcelle</strong>).<br />

Materialet henvender sig primært til undervisningsbrug for elektrikere og stærkstrømsteknikere og er<br />

tænkt som et redskab til at foretage enkle beregninger og dimensionering af <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

Materialet er udviklet af <strong>Den</strong> <strong>jydske</strong> <strong>Haandværkerskole</strong> og DTI og finansieret af Energistyrelsen.<br />

Lærebogen (<strong>solcelle</strong>noter)indeholder fakta om forskellige <strong>solcelle</strong>r og deres virkemåde, opbygning<br />

af såvel stand‐alone som nettilsluttede <strong>solcelle</strong>anlæg. Teksterne er tilstræbt at være så kortfattede<br />

og konkrete som muligt. Under de enkelte afsnit er der henvisninger til kilde og yderligere<br />

information om det konkrete emne.<br />

Opgavehæfte (opgavesamling – <strong>solcelle</strong>) indeholder beregningseksempler på <strong>solcelle</strong> anlæg, ud fra<br />

tal og korrektionsfaktorer m.m.<br />

Undervisningsforløb for elektrikere på grundforløbet strøm, styring og IT<br />

Eleverne arbejder under uddannelsen med forskellige projekter. Solcelleundervisningen integreres i to af<br />

projekterne, et kredsløbsmåleprojekt og et drømmehusprojekt.<br />

Forløbsplan for <strong>solcelle</strong>undervisning. Forløbet integreres i elevernes kredsløbsmåleprojekt 1 :<br />

Lektioner Emne Indhold<br />

8 Måling på <strong>solcelle</strong>r Bygning af <strong>solcelle</strong>bil<br />

8 Måling og beregning Måling på paneler:<br />

Fastsætte Pmax , Umpp og Impp<br />

Ydelsen. Herunder hensyn til skygge, varme og retning<br />

mod solen<br />

Evt. tilslutning af stand‐alone anlæg<br />

Forløbsplan for <strong>solcelle</strong>undervisning. Forløbet integreres i elevernes drømmehusprojekt 2 :<br />

Lektioner Emne Indhold<br />

8 Måling og beregning Nettilsluttet anlæg:<br />

Beregning af vekselretter<br />

Skygger, mismatch, varme og retning mod solen<br />

12 Dimensionering og<br />

tilslutning<br />

1 Se projektbeskrivelse: Kredsløbsmåleprojekt<br />

2 Se projektbeskrivelse: Drømmehusprojekt<br />

Dimensionere et nettilsluttet <strong>solcelle</strong>anlæg der dækker ca. 10 %<br />

af drømmehusets elforbrug<br />

1


Projektbeskrivelse: Kredsløbsmåleprojekt<br />

Indhold<br />

Kredsløbsmåleprojektet handler om at kunne måle og beregne på et svagstrømskredsløb med en max.<br />

spænding på 24 volt. De komponenter der skal arbejdes med er ohmske modstande, LED‐dioder,<br />

transistorer, osv.<br />

Det praktiske arbejde<br />

Du skal tegne og fremstille et måle/beregningskredsløb, der skal indeholde forbindelserne serie og parallel,<br />

således at du får et blandet kredsløb. Du skal udfærdige en skriftlig rapport over projektet, der indeholder<br />

dine beregninger.<br />

Du skal lodde kredsløbet på en printplade og montere den i en plastkasse som du fremstiller i<br />

plastafdelingen. Der skal være mulighed for at kunne måle både modstand, strøm og spænding aktuelle<br />

steder i kredsløbet.<br />

Projektet er tværfagligt med grundfagene matematik og informationsteknologi.<br />

Du opnår i arbejdet med dette projekt:<br />

Kendskab til brugen af diverse værktøjer<br />

At kunne lodde et færdigt printlayout<br />

Kendskab til diverse svagstrømskomponenter<br />

Et grundlæggende kendskab til ohm’s lov, kirchoffs 1. og 2. lov, effektformlen samt en god almen<br />

viden om beregning på elektriske kredsløb<br />

At kunne indstille måleinstrumenterne korrekt for måling af strøm, spænding og modstand<br />

Begynderkendskab til fejlfinding på kredsløb<br />

Du lærer at:<br />

Tegne kredsløbet med de rigtige komponent symboler<br />

Dokumentere beregningerne for kredsløbets strømme, spændinger, modstande og effekter ved<br />

hjælp af de gældende lov og regneregler<br />

Redegøre for de anvendte komponenter<br />

Måle de aktuelle værdier for strøm, spænding og modstand med et multimeter<br />

Udfærdige det aktuelle print layout samt montere det i plastkassen<br />

Redegøre for fejlfinding<br />

Måle på <strong>solcelle</strong>r og paneler<br />

Der loddes og fremtidens bil testes<br />

2


Projektbeskrivelse: Drømmehusprojekt<br />

Indhold<br />

Du lærer at udarbejde dokumentation for en boliginstallation i henhold til gældende love og regler.<br />

Det praktiske arbejde<br />

Du skal på en plantegning af dit drømmehus indtegne elinstallationen efter gældende love og regler. Du<br />

skal udvælge og opmåle materiale til installationen samt beregne tidsforbruget.<br />

Du skal monterer dele af elinstallation efter egen dokumentation samt udføre, idriftsætte og afprøve<br />

installationen efter gældende regler.<br />

Du opnår på begynderniveau:<br />

At kunne udfærdige dokumentation i henhold til gældende love og regler<br />

At kunne udføre lys og 3‐faset motor‐installation i boliger efter gældende love og regler<br />

At kunne udvælge installationsmateriel og anvende dette i henhold til fabrikantens anvisninger<br />

At kunne udføre en mindre tele‐ og datainstallation i boliger efter gældende love og regler<br />

At kunne tilslutte 1‐ og 3‐fasede brugsgenstande<br />

At kunne opmåle materialeforbruget<br />

At kunne fejlfinde på og idriftsætte en installation efter gældende love og regler<br />

At kunne færdigmontere resten af din styringsinstallation<br />

Begynder kendskab til fejlfinding på relæstyring<br />

At kunne overføre teori til praksis<br />

At reflekterer over og kontrollere egen arbejdstid og arbejdsindsats<br />

At kunne måle og beregne på et nettilsluttet <strong>solcelle</strong>anlæg<br />

At udnytte din kreativitet<br />

Du lærer at:<br />

Tegne en plantegning med alle elinstallationer<br />

Dokumentere og redegøre for de gældende love og regler for en bolig installation<br />

Udfører stærk‐, svagstrøms og tele‐datainstallationer håndværksmæssigt korrekt under vejledning<br />

Udvælge og anvende elmateriel efter fabrikantens anvisninger. Dette også i forhold til el‐sikkerhed,<br />

miljø og sikkerhed på arbejdspladsen<br />

Foretage tilslutning til elforsyningsnettet, på baggrund af kendskab til produktion, transmission og<br />

distribution af elektrisk energi samt forsyningsnettes opbygning<br />

Skabe sikkerhed for personer og husdyr. Sikre en ejendom mod de farer og skader, som kan opstå<br />

ved normal brug af elektriske installationer, herunder chokstrømme og høje temperaturer<br />

Under vejledning at kunne foretage eftersyn og afprøvning før idriftsættelse af el‐installationen,<br />

samt foretage målinger på installationer og kredsløb med forskellige former for belastning<br />

Under vejledning udføre mindre automatiske anlæg, herunder tilslutte 1‐ og 3‐ fasede<br />

brugsgenstande samt motorer med forskellige styringsprincipper og standardkoblinger på<br />

baggrund af kendskab til de mest almindelige mekaniske styrer/føle organer, elektromekaniske<br />

relæer og tidsrelæer under vejledning<br />

Anvende dokumentation til at udføre mindre relætekniske opgaver<br />

Dimensionere og tilslutte <strong>solcelle</strong>anlæg<br />

3


<strong>Den</strong> <strong>jydske</strong> <strong>Haandværkerskole</strong><br />

<strong>Opgavesamling</strong><br />

Solcelle<br />

KVU og El-lærlinge<br />

Ole Bønlykke og Lars Dam<br />

15‐09‐2009


2 Solcelle noter<br />

Indholdsfortegnelse<br />

Opgave 1 ............................................................................................................................................................ 3<br />

Måling på enkelt celle ...................................................................................................................................... 3<br />

Opgave 2 ............................................................................................................................................................ 4<br />

Måling på enkelt panel .................................................................................................................................... 4<br />

Opgave 3 ............................................................................................................................................................ 6<br />

Beregn standalone anlæg .................................................................................................................... 6<br />

Side 2 af 8


3 Solcelle noter<br />

Opgave 1<br />

Måling på enkelt celle<br />

Mål Uoc ( Spændingen over <strong>solcelle</strong>n uden belastning )<br />

Mål Isc ( Kortslutningsstrømmen )<br />

Uuc = __________ Isc = __________<br />

Mål strøm og spænding<br />

ved fuld sollys, direkte<br />

mod solen<br />

1. Volt 2. Ampere<br />

Prøv at skygge for en del af <strong>solcelle</strong>n, hvad sker der så? _______________________<br />

____________________________________________________________________<br />

Målingerne kan ikke umiddelbart bruges til at beregne effekten på cellen, men giver et udtryk<br />

for cellens kvalitet. I den næste opgave vil vi forsøge, at finde den strøm og spænding hvor<br />

cellerne yder mest.<br />

Side 3 af 8


4 Solcelle noter<br />

Opgave 2<br />

Måling på enkelt panel<br />

Aflæs mærkepladen på panelet<br />

Pmax _________W Upmax _________V System spænding_______V<br />

Mål som i opgave 1. tomgangsspændingen og kortslutningsstrømmen<br />

Uuc = __________ Isc = __________ Solintensitet ________W/m 2<br />

Indfør værdierne i kurvebladet næste side.<br />

V<br />

A Variabel modstand<br />

Pyranometer til måling af<br />

solintensitet<br />

Side 4 af 8


5 Solcelle noter<br />

1. Indsæt dine målinger Uuc<br />

og Isc i kurvebladet til højre<br />

2. Reguler på den variable<br />

modstand så strømmen<br />

stiger med 0,5A pr måling<br />

og aflæs spændingen. Se<br />

om du kan tegne en kurve<br />

som den vist nedenfor til<br />

højre. Det er ikke<br />

sandsynligt den bliver helt<br />

magen til, da det er et<br />

andet <strong>solcelle</strong>modul end<br />

det du måler på.<br />

3. beregn nu Pmax og<br />

sammenlign med<br />

mærkepladen.<br />

Beregning af Standalone anlæg<br />

I/A<br />

5,0<br />

4,5<br />

4,0<br />

3,5<br />

3,0<br />

2,5<br />

2,0<br />

1,5<br />

1,0<br />

0,5<br />

0<br />

0 5 10 15 20 25 30 U/V<br />

Pmax = Umpp x Impp<br />

Side 5 af 8


6 Solcelle noter<br />

Opgave 3<br />

Beregn standalone anlæg<br />

Kilde Damgaard marine<br />

I en jagthytte ønskes følgende installeret:<br />

3 lamper a` 10 W bruges 3 timer pr. dag<br />

1 vandpumpe a`50 W bruges 10 min. pr. dag<br />

Vi regner med at bruge hytten hver weekend eller i ferier max.8 dage pr. måned, i perioden<br />

fra april til juli.<br />

Beregn <strong>solcelle</strong>r og Akkumulator.<br />

Manuel beregning: <strong>solcelle</strong>r = Akkumulator =<br />

http://www.dansksolenergi.dk/Dimension/Dimension_batteri.shtml<br />

<strong>solcelle</strong>r = Akkumulator =<br />

Side 6 af 8


7 Solcelle noter<br />

Måling og beregning på anlæg<br />

Opgave 4<br />

Beregn den årlige ydelse for anlægget nedenfor:<br />

Anlægget skal nettilsluttes. Placeringen er stik syd.<br />

Areal areal:_____________m 2<br />

Solcellemodul faktor:_______<br />

Hældningsvinkel: _____ 0 hældningsvinkel faktor: _____<br />

Orienteringsvinkel:______ 0 Orienteringsvinkel faktor:______<br />

Vekselretter type:___________________________ Vekselretter faktor:______ ( )<br />

Beregning ved 1000(kWh/m 2 :__________________________________________<br />

’ Paneler på tag<br />

Panel nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

Kabel<br />

længde<br />

Lednings.<br />

farve<br />

18 m.<br />

2*‐2,5mm 2<br />

18 m.<br />

2*2,5mm 2<br />

20 m.<br />

2*‐2,5mm. 2<br />

20 m<br />

2*‐ 2,5mm 2<br />

22 m.<br />

2*‐ 2,5mm 2<br />

22 m.<br />

2*‐ 2,5mm 2<br />

24 m.<br />

2*‐ 2,5mm 2<br />

24 m.<br />

2*‐2,5mm 2<br />

33 m.<br />

2*‐ 2,5mm 2<br />

‐SH +BR ‐ BL +S ‐ SH +BR ‐ BL +S ‐ SH +BR ‐ BL +S ‐ SH +BR ‐ BL + S ‐ SH +BR<br />

Voc 20,35 V 20,59 V 20,62 V 19,74 V 21,46 V 19,49 V 20,24 V 21,36 V 21,36 V<br />

Isc 3,15 A 2,73 A 3,22 A 3,20 A 2,99 A 3,24 A 3,13 A 2,70 A 3,04 A<br />

Wp 30,36 W 28,96 W 30,07 W 27,28 W 31,12 W 30,79 W 27,59 W 29,58 W 31,96 W<br />

Hældning<br />

paneler 20 0<br />

Solhøjde 25 o<br />

20<br />

Side 7 af 8


8 Solcelle noter<br />

Opgave 4<br />

Solcelle anlæg til drømmehus<br />

I forbindelse med dit projekt drømmehus skal du udføre et nettilslutted Solcelle<br />

anlæg der dækker ca. 10% af boligens elforbruget.<br />

Side 8 af 8


1 Solceller<br />

<strong>Den</strong> <strong>jydske</strong> <strong>Haandværkerskole</strong><br />

Solcelle noter<br />

El og KVU<br />

Ole Bønlykke og Lars Dam<br />

15-09-2009<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


2 Solceller<br />

Indholdsfortegnelse<br />

Forord .......................................................................................................................................................................... 4<br />

Solceller før, nu og i fremtiden.................................................................................................................... 5<br />

Fremtid....................................................................................................................................................................... 5<br />

Eksempler fra Danmark i dag............................................................................................................................... 5<br />

Hvad er en <strong>solcelle</strong>?........................................................................................................................................... 6<br />

Robust og driftsikker teknologi............................................................................................................................. 7<br />

Solcelleteknologi i Danmark 2009 ............................................................................................................ 8<br />

Pionéranlæg ............................................................................................................................................................. 8<br />

Eksempel på et <strong>solcelle</strong>anlæg fra 2003............................................................................................................. 8<br />

Forskellige typer af <strong>solcelle</strong>r og teknologier...................................................................................... 8<br />

Forskellige typer af <strong>solcelle</strong>r og teknologier...................................................................................... 9<br />

Med eller uden ramme ........................................................................................................................................... 9<br />

Monokrystallinske celler......................................................................................................................................... 9<br />

Polykrystallinske celler........................................................................................................................................... 9<br />

Amorfe celler ............................................................................................................................................................ 9<br />

Mest anvendte <strong>solcelle</strong>r....................................................................................................................................... 10<br />

Nye metoder og materialer.................................................................................................................................. 10<br />

Nano-flager............................................................................................................................................................. 11<br />

Integration af solenergi på forsyningsnettet.................................................................................... 12<br />

Vekselrettere .......................................................................................................................................................... 13<br />

Generelt................................................................................................................................................................... 13<br />

Typer ........................................................................................................................................................................ 14<br />

Virkemåde............................................................................................................................................................... 15<br />

Faktorer med indflydelse på <strong>solcelle</strong>ns ydeevne........................................................................... 16<br />

Solcellens virkningsgrad...................................................................................................................................... 16<br />

Derfor er nogle <strong>solcelle</strong>r blå................................................................................................................................ 16<br />

Solceller skal afkøles............................................................................................................................................ 16<br />

Undgå skygger....................................................................................................................................................... 17<br />

Dimensionering af nettilsluttede <strong>solcelle</strong>r......................................................................................... 18<br />

Bestemmelse af placering, modultype, modulstørrelse................................................................................ 20<br />

Skyggers utilsigtede virkning.............................................................................................................................. 21<br />

Beregning af årlig ydelse..................................................................................................................................... 23<br />

Beregningseksempel............................................................................................................................................ 23<br />

Dimensionering af vekselrettere:............................................................................................................. 24<br />

Dimensionering af kabler..................................................................................................................................... 27<br />

Ideel udenfor elnettet (Stand alone).................................................................................................................. 28<br />

Eksempel (KildeThe Renewable Energy Handbook ”William H. Kemp”)................................................. 28<br />

Hybridanlæg .......................................................................................................................................................... 30<br />

Elselskabernes rolle.............................................................................................................................................. 31<br />

Elnettet som lager ................................................................................................................................................. 32<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


3 Solceller<br />

Lagring..................................................................................................................................................................... 32<br />

Solceller i fremtidens byggeri.................................................................................................................... 33<br />

Bilag ....................................................................................................................................................................... 34<br />

Lovgivning............................................................................................................................................................... 34<br />

Bilag 1 ....................................................................................................................................................................... 34<br />

SB –Afsnit 6A Kap. 712 ....................................................................................................................................... 34<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


4 Solceller<br />

Forord<br />

Vi har her samlet fakta om forskellige <strong>solcelle</strong>r og deres virkemåde, opbygning af såvel<br />

standalone - som nettilsluttede <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

Her har vi foretaget beregnings eksempler på <strong>solcelle</strong> anlæg, ud fra tal og korrektionsfaktorer<br />

mm. udviklet af blandt andet af DTI og finansieret af energistyrelsen.<br />

Vi har tilstræbt at være så kortfattede og konkret som muligt. Under de enkelte afsnit er der<br />

typisk henvisninger til yderligere information og ophav om det konkrete emne.<br />

Solcelle noter henvender sig primært til undervisningsbrug for elektrikere og<br />

stærkstrømsteknikere og er tænkt som et redskab til at foretage enkelte beregninger og<br />

dimensionering af <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

<strong>Den</strong> <strong>jydske</strong> <strong>Haandværkerskole</strong><br />

Lars Dam og Ole Bønlykke<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


5 Solceller<br />

Solceller før, nu og i fremtiden<br />

<strong>Den</strong> franske fysiker Alexandre Edmond Becquerel opdagede i 1839, at nogle kobberoxid<br />

elektroder kunne frembringe en elektrisk strøm, når de blev belyst. Charles Fritts fremstillede<br />

de første <strong>solcelle</strong>r af grundstoffet selen i 1880'erne, og forudså allerede dengang, at<br />

fremtidens bygninger ville være dækkede af <strong>solcelle</strong>r til elektricitetsproduktion.<br />

Rumforskningen som drivkraft<br />

<strong>Den</strong> første silicium <strong>solcelle</strong>, der havde en nyttevirkning på ca. 6%, blev fremstillet af Fuller,<br />

Pearson og Chapin i 1954 på Bell Laboratories i USA. I 1958 blev de første <strong>solcelle</strong>r sendt ud<br />

i rummet med satellitten Vanguard 1. Det var således udviklingen inden for rumfart og<br />

rumforskning der var drivkraften bag den udvikling, der skete med <strong>solcelle</strong> teknologien i<br />

60'erne og 70'erne. Et af de mest kendte anlæg fra den periode er det amerikanske Skylab,<br />

der var forsynet med et <strong>solcelle</strong>anlæg, der havde en middeleffekt på ca. 20 kWp.<br />

Fremtid<br />

Det naturlige spørgsmål vil efterfølgende være hvor er vi nu og hvor er vi på vej hen?<br />

Hvor vi er på vej hen er naturligvis ikke let at spå om, men måske et par facts kan give et<br />

billede.<br />

I 2003 udgjorde produktionen af <strong>solcelle</strong>r 560 MW <strong>solcelle</strong> energi. I dag (2009) bygges der<br />

fabrikker, der enkeltvis er lige så store som den samlede verdensproduktion af <strong>solcelle</strong>r var<br />

for få år tilbage.<br />

(www.msk.ne.jp)<br />

Eksempler fra Danmark i dag<br />

1. Eksempel:<br />

Det danske solenergiselskab Renewagy udvider sin aktiekapital her i 2009. Uanset kriser og<br />

hvad vi nu fokuserer på i øjeblikket, har det tyske selskab Colexon Energy besluttet, at tilbyde<br />

1,1 mia. kr. for de nyudstedte aktier. Dette kan måske være en indikation på <strong>solcelle</strong>ns<br />

forventede betydningen som en fremtidig energikilde.<br />

2. Eksempel:<br />

Det danske clentech-selskab Gaia Solar Blev grundlagt i 1996 og har over 300 afsluttede<br />

projekter. Et af disse, et <strong>solcelle</strong>anlæg er på Lunds Universitet tog prisen som årets<br />

<strong>solcelle</strong>anlæg i Sverige 2008.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


6 Solceller<br />

Hvad er en <strong>solcelle</strong>?<br />

<strong>Den</strong> traditionelle <strong>solcelle</strong> består i korte træk af to forskellige typer silicium lagt ovenpå<br />

hinanden. <strong>Den</strong> ene type er beriget med boron og den anden med fosfor, således at de meget<br />

enkelt forklaret, har henholdsvis overskud af elektroner og mangler elektroner. En udligning<br />

mellem de to lag er ikke mulig. Det derved fremkomne elektriske spændingsfelt udnyttes ved<br />

at tilføre lys, lyset vil løsne elektroner i både det positive og det negative lag, hvilket yderligere<br />

forrykker den elektriske balance. Differencen mellem de to lag udgør en elektrisk spænding<br />

som illustreret af nedenstående.<br />

(*principskitse fra <strong>solcelle</strong>r i fremtidens byggeri)<br />

Solcellens følsomhed over for bestemte bølgelængder af lys afhænger af, om lyset kan<br />

passere cellens overflade, trænge igennem cellens øverste lag og stadig have tilstrækkelig<br />

energi til at skabe positive områder i PN-overgangen.<br />

Da der som før nævnt er en spændingsforskel, og det indtrængende lys overfører energi til<br />

frie elektroner, kan <strong>solcelle</strong>n optræde som en elektromotorisk kraft-kilde - en generator.<br />

I klart vejr leverer silicium cellen ca. 0,5 Volt og ca. 25 mA for hver kvadratcentimeter<br />

overflade, eller med andre ord 12-13 mW/cm 2 eller 120 – 130 W/m 2 .<br />

PEC-cellen, er en helt speciel type tyndfilmcelle, der udmærker sig ved at være billig at<br />

fremstille. PEC står for Photo Electro Chemical. Selve cellen består af et sandwichelement af<br />

to elektroder adskilt af en elektrolyt. <strong>Den</strong> aktive elektrode, fotoelektroden, består af<br />

halvledermaterialet titandioxid samt et farvestof. PEC-cellen virker principielt som<br />

fotosyntesen idet fotoner fra solen omsættes via et farvestof og et bæremateriale til energi,<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


7 Solceller<br />

der i naturen bidrager til plantens vækst og i PEC-cellen giver elektrisk energi. Kort fortalt<br />

fungerer cellen ved at en foton rammer farvestoffet, hvorved farvestoffet får tilført energi og<br />

en elektron overføres gennem halvlederen ind til bagkontakten. Farvestoffet regenereres af<br />

elektrolytten. Elektrolytten kan så igen regenereres ved tilførsel af en elektron ved<br />

modelektroden og kredsløbet er således etableret.<br />

Siliciummet udvindes af kvarts, som findes i store mængder i naturen. Det skal dog gennem<br />

en lang og krævende forarbejdningsproces (herunder rensning og energikrævende<br />

smeltning), for at det kan anvendes til <strong>solcelle</strong>r. Dette er den væsentligste årsag til<br />

<strong>solcelle</strong>rnes høje kostpris. Produktionsprisen er dog faldende samtidig med at effektiviteten<br />

stiger. Det betyder, at <strong>solcelle</strong>r i dag kan være et godt supplement til husstandens elforsyning,<br />

derudover er en nye typer <strong>solcelle</strong>r baseret på nanoteknologi på vej ud på markedet denne<br />

type forventes at bliver både billigere og bedre.<br />

Almindelige <strong>solcelle</strong>r kan omdanne 9-15 % af sollysets energi til el, men<br />

de nyeste og bedste typer kan udnytte op til 40 % af den indstrålede<br />

energi.<br />

Robust og driftsikker teknologi<br />

Da omsætningen af lys til elektricitet sker helt uden bevægelige dele, er der tale om en meget<br />

robust og driftsikker teknologi. Blandt andet derfor har <strong>solcelle</strong>r længe været brugt i rumfarten,<br />

og senere på fjerntliggende installationer rundt om på jorden. Fremstillingsomkostningerne er<br />

imidlertid faldet drastisk og effektiviteten øget, så <strong>solcelle</strong>r i dag er relevante i mange<br />

sammenhænge til elforsyning i stor eller lille skala.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


8 Solceller<br />

Solcelleteknologi i Danmark 2009<br />

Pionéranlæg<br />

Først sidst i 70'erne kom <strong>solcelle</strong>teknologien til Danmark. Støttet af det danske<br />

energiforskningsprogram (EFP-82) etablerede Jysk Telefon i 1983 i samarbejde med<br />

vindmøllefabrikken Dansk Vind Teknik og batteriproducenten Lyac et hybrid stand-alone<br />

forsøgsanlæg bestående af et <strong>solcelle</strong>anlæg på 4,4 kWp, en vindmølle på 20 kW, et<br />

batterilager på 132 kWh og et 12 kW diesel-generator anlæg. Hensigten var at demonstrere<br />

sol/vind/diesel anlæg som elforsyningskilde for fjerntliggende telekommunikationsanlæg med<br />

høje krav til driftspålidelighed. Anlægget, som blev opsat ved en telefon landcentral i Ølst syd<br />

for Randers, fungerede frem til 1989, og <strong>solcelle</strong>delen af anlægget er stadig i drift, og er<br />

således et af Danmarks ældste kørende <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

Eksempel på et <strong>solcelle</strong>anlæg fra 2003<br />

Siden den gang i 70érne er der naturligvis sket rigtig meget, et eksempel på det kunne være<br />

et andet anlæg fra Randers.<br />

I 2003 renoverede man beboerhuset J. V. Martins plads 3, i Randers. Anlægget på ca. 150m 2<br />

blev opført med tilskud fra Energistyrelsen, (www.ens.dk) og Randers Kommune<br />

(www.randers.dk ).<br />

Tekniske data:<br />

Areal:I alt 150m 2 <strong>solcelle</strong>r orienteret med syd, hældning 45 grader<br />

Moduler:183 stk<br />

Beregnet årsproduktion:<strong>Den</strong> installerede effekt på 12 kW leverer 10.000 kWh om året eller<br />

som 3 almindelige husstandes elforbrug. Ydelsen svarer til 781 kWh/kWp*<br />

Monteringssystem: Der er tale om et rammesystem i form af ekstruderede<br />

aluminiumsprofiler, som kan anvendes til alle fabrikater af <strong>solcelle</strong>laminater. I kraft af<br />

valgfriheden er det et meget fleksibelt system som vil stille arkitekterne fri mht. valg af<br />

<strong>solcelle</strong>r og dermed tagets arkitektoniske udtryk.<br />

Solcellemodul: Lavpris 25 DKK/Wp polykrystallinske <strong>solcelle</strong>laminat, med en pris på 25 kr.<br />

pr. Watt.<br />

Nettilslutning: 5 stk. Fronius Maxi vekselrettere.<br />

*kWp ~ Nominel ydelse<br />

1kWp = 1kiloWattpeak; betyder den standardiserede eller nominelle topydelse af et <strong>solcelle</strong> modul. <strong>Den</strong><br />

nominelle ydelse for en <strong>solcelle</strong>/fotovoltisk celle, moduler eller rækker af moduler under internationalt<br />

specificerede test forhold: dvs. 1000W/m 2 indfaldende sollys og en celle temperatur på 25ºC.<br />

kWh/kWp ~ Specifik ydelse<br />

Dette parameter repræsenterer målt netto energi til nettet divideret med modulets nominelle effekt. Kan<br />

ligesom kWp bruges som mål for både en celle, et modul eller et helt system af moduler.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


9 Solceller<br />

Forskellige typer af <strong>solcelle</strong>r og teknologier<br />

Med eller uden ramme<br />

Et standard <strong>solcelle</strong>-panel varierer i størrelse fra 0,4 - 1,5 m 2. De fleste standardpaneler<br />

leveres med fast ramme, men kan også leveres rammeløse. Disse er specielt velegnede til<br />

bygningsintegration, hvor <strong>solcelle</strong>paneler f. eks. kan indgå til erstatning for glas i almindelige<br />

kendte profilrammesystemer.<br />

De fleste <strong>solcelle</strong>r, der findes i handelen i dag, er siliciumbaserede. Der findes primært tre<br />

forskellige typer. Man betegner dem henholdsvis monokrystallinske, polykrystallinske og<br />

amorfe <strong>solcelle</strong>r.<br />

Monokrystallinske celler<br />

Monokrystallinske celler er skåret af en rund siliciumblok. Som<br />

regel bliver cellerne dog skåret til, så de bliver kantede. Det gøres<br />

for at få mindre afstand mellem cellerne i panelet. De fremtræder<br />

oftest med en ensartet grå eller sort bund. Monokrystallinske celler<br />

er de mest effektive, men er også de dyreste.<br />

Polykrystallinske celler<br />

Polykrystallinske celler består af store siliciumkrystaller, som er<br />

dannet ved støbning direkte i en firkantet form. De forskellige<br />

krystalretninger i cellen giver et stærkt blåt farvespil i lyset.<br />

Amorfe celler<br />

Amorfe celler optræder i tyndfilmsform. De kendes f. eks. fra<br />

lommeregnere. De kan udfores i så tynde film, at lyset kan<br />

skinne igennem. Effekten er dog væsentlig lavere end hos de<br />

krystalliske, men de er også tilsvarende billigere, og der sker en<br />

stor udvikling på området.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


10 Solceller<br />

Mest anvendte <strong>solcelle</strong>r<br />

De monokrystallinske siliciumceller er i dag dominerende til professionelt brug som f. eks.<br />

kommunikation og energiforsyning i afsides områder. Fordelene er en relativt høj<br />

virkningsgrad og en stabil drift i mange år. Ulemperne, er en høj pris, da cellerne ikke er<br />

egnede til masseproduktion.<br />

Mange spår derfor at tyndfilmcellerne (amorft silicium) vil vinde større udbredelse i fremtiden.<br />

Fordelene er væsentligt lavere priser på grund af en kontinuerlig produktion. Ulemperne er, at<br />

disse typer ikke har så høj en virkningsgrad som de krystallinske og at ydelsen falder mere i<br />

løbet af panelets levetid. Begge forhold bliver dog løbende forbedret.<br />

Nye metoder og materialer<br />

En af dem der er langt i udviklingen af PEC-cellerne er Teknologisk Institut i Taastrup.<br />

PEC-celler efterligner fotosyntesen. Cellen er en sandwich mellem to glasplader, der er belagt<br />

med elektroder.<br />

Øverst ligger det fotoaktive lag. Laget består af<br />

nanopartikler af halvlederen titaniumdioxid (TiO2;<br />

hvide kugler), som er dækket af et farvestof (pink),<br />

der fanger sollyset. Hver gang en foton rammer<br />

farvestoffet, sendes en elektron på arbejde i et<br />

elektrisk kredsløb.<br />

Næste lag er elektrolytten (gult), som erstatter den<br />

tabte elektron i farvestoffet, og som selv regenereres<br />

med en elektron, der vender tilbage fra kredsløbet.<br />

PEC-celler udnytter typisk 5-7 procent af sollysets energi, og rekorden er 13 procent. Tests i<br />

laboratorier viser, at den første generation af cellerne har en levetid er over 10 år. Levetiden<br />

og ydelsen skal hæves og prisen sænkes før PEC-cellerne er rentable men det forventes at<br />

vil ske inden for den nærmeste fremtid.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


11 Solceller<br />

Skal <strong>solcelle</strong>r have en større udbredelse er der tre indlysende faktorer der skal være på<br />

plads.<br />

• Prisen skal være rigtig.<br />

• Ydelsen skal være acceptabel.<br />

• Solcellen skal have en tilstrækkelig stabilitet.<br />

På Risø er man langt fremme med en plast<strong>solcelle</strong> der står over for et kommercielt<br />

gennembrud. Man taler om en stabil <strong>solcelle</strong> med en produktionspris til omkring en krone, der<br />

mangler kun lidt effektivitet i, at den kan honorer de tre før nævnte faktorer.<br />

<strong>Den</strong> meget lave pris kombineret med de fysisk meget små dimensioner – metaltykkelser på<br />

200 – 300 nano mm eller mindre, åbner for et utal af muligheder. Nogle oplagte muligheder i<br />

fremtiden er, at man f.eks. kan trykke <strong>solcelle</strong>rne på stof – det kan f.eks. være på rygsækken,<br />

så brugeren kan oplade sin mobiltelefon eller lignende.<br />

Nano-flager<br />

Måske findes løsning på plast<strong>solcelle</strong>ns manglende effektivitet i en dansk opfindelse?<br />

<strong>Den</strong> danske forsker Martin Aagesen ved Nano-Science Center på KBH universitet har<br />

udviklet en metode hvor nano-flager skal gøre <strong>solcelle</strong>r dobbelt så effektive, som de man<br />

kender i dag. Solcellen bliver samtidig meget billig, idet den kun anvender en procent af den<br />

meget dyre silicium som anvendes i de almindeligt kendte <strong>solcelle</strong>r.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


12 Solceller<br />

Integration af solenergi på forsyningsnettet<br />

Solcellerne producerer jævnstrøm, der kan lagres i akkumulatorbatterier. Når <strong>solcelle</strong>rne skal<br />

tilsluttes det offentlige elnet benyttes en elektronisk enhed, en såkaldt inverter, der omdanner<br />

jævnstrømmen til vekselstrøm . Inverteren frekvensstyres fra<br />

netfrekvensen, og den synkroniseres automatisk når den<br />

tilkobles elnettet.<br />

Når et <strong>solcelle</strong>anlæg tilsluttes det offentlige elnet fungerer det<br />

således:<br />

Ved megen sol og stort elforbrug produceres der alene til eget<br />

forbrug.<br />

Ved megen sol og lille forbrug leveres til elnet. Ved ringe sol<br />

forsynes fra elnet.<br />

Princip skitse (Kilde The Renewable Energy Handbook ”William H. Kemp”)<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


13 Solceller<br />

Vekselrettere<br />

Ovenstående er eksempler på vekselrettere af mærket FRONIUS<br />

Generelt<br />

Vekselrettere, til forskel fra ensrettere, omformer som<br />

navnet også antyder jævnspænding til vekselspænding,<br />

eller jævnstrøm til vekselstrøm. Vekselrettere kan være små<br />

simple enheder der tilsluttes i bilens lighterstik og leverer 230 Vac til en barbermaskine<br />

eller ligende. Det kan også være enhederne i Konti-skan forbindelsen hvor meget store<br />

elektriske effekter, op til 1000 MVA, som højspændings jævnstrøm sendes gennem kabler<br />

under Kattegat og så på landsiden igen omdannes til vekselspænding.<br />

En meget stor del af de vekselrettere vi kender i dag anvendes i frekvensomformere, enheder<br />

der anvendes til hastighed- og belastningsstyring af vekselstrømsmotorer.<br />

Frekvensomformeren omformer elnettets frekvens på 50 Hz til en variabel frekvens, de kan<br />

være 1- eller 3- fasede, og varierer i størrelse fra enheder, der er så små at de kan indbygges<br />

direkte i små cirkulationspumper til store enheder for højspændingsmotorer på mange MW.<br />

Vekselrettere til <strong>solcelle</strong>anlæg opdeles i de følgende to anvendelsesområder:<br />

• Vekselrettere til Ø-drift (Stand-alone)<br />

• Vekselrettere til nettilslutning.<br />

Begge typer har fælles træk, men er meget forskellige i udformningen af deres<br />

kontrolkredsløb.<br />

<strong>Den</strong> første skal kun levere energi når brugerens belastning kræver dette, den anden skal til<br />

enhver tid levere og omforme al den solenergi, der er tilgængelig i <strong>solcelle</strong>rne.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


14 Solceller<br />

Stand-alone vekselretteren er beregnet til at arbejde uafhængig af forsyningsnettet. <strong>Den</strong> har<br />

bl.a. en indbygget 50 Hz frekvensgenerator således at den kan levere en standard<br />

vekselspænding.<br />

<strong>Den</strong> nettilsluttede vekselretter adskiller sig fra stand-alone enheden ved at den kun kan<br />

fungere når den er tilsluttet et forsyningsnet.<br />

<strong>Den</strong> benytter normalt netfrekvensen til at styre sin egen frekvens således at den altid er<br />

synkroniseret med forsyningsnettet. Samtidig har den forskellige styresystemer, der måler<br />

den tilgængelige <strong>solcelle</strong>effekt og sørger for at så stor en del som muligt af denne effekt den<br />

bliver sendt ud på nettet.<br />

Typer<br />

I det nuværende stade for <strong>solcelle</strong>anlæg skelnes der mellem følgende 3 hovedtyper for<br />

vekselrettere:<br />

• Centralvekselrettere.<br />

Det er vekselrettere der er beregnet til relativt store <strong>solcelle</strong>anlæg og hvor der typisk<br />

kun er installeret een vekselretter til hele anlægget. De enkelte <strong>solcelle</strong>moduler er<br />

normalt forbundet i mindre serieforbundne grupper som så igen er samlet i een stor<br />

parallelforbundne enhed. De kan være i størrelsesordenen fra 2 kW og opefter.<br />

• Strengvekselrettere.<br />

Her er vekselretteren forberedt til at der direkte kan tilsluttes een eller flere sæt af<br />

serieforbundne <strong>solcelle</strong>moduler (strenge) på klemmer i selve vekselretteren.<br />

De fås i størrelser fra 500 W og op til et par kilowatt.<br />

• Modulvekselrettere.<br />

Det er små vekselrettere, normalt på 100 til 200 W, der af fabrikanten er monteret<br />

direkte på det tilhørende <strong>solcelle</strong>modul. Der bliver således ikke behov for nogen<br />

egentlig DC-installation. <strong>Den</strong>ne kombination med en fabriksmonteret vekselretter<br />

direkte på <strong>solcelle</strong>modulet kaldes også for AC-moduler.<br />

AC-moduler er nok dem der har det største potentiale mht. at gøre <strong>solcelle</strong>systemer<br />

billigere. Der kan laves et systemdesign med en høj modularitet samtidig med at<br />

installationsomkostninger og kabeltab mindskes.<br />

<strong>Den</strong>ne inddeling i forskellige typer går primært på vekselretterens anvendelse. Kravene til de<br />

funktionsmæssige og sikkerhedsmæssige faciliteter er derimod de samme uanset<br />

vekselretterens anvendelse og størrelse.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


15 Solceller<br />

Virkemåde<br />

De bedste og mest effektive vekselrettere bruger den såkaldte pulsbredde modulation.<br />

Det er et system med højeffekt transistorer, der i et styret forløb tænder og slukker for<br />

strømmen i korte og længere intervaller. Når disse pulstog med strømme derefter sendes<br />

igennem et filter med spoler og kondensatorer bliver de til en ren sinusformet strøm med et<br />

meget lille indhold af overtoner.<br />

Større vekselrettere, 10 kW og derover, kan arbejde efter andre principper, men de skal ikke<br />

omtales nærmere her.<br />

*Pricipskitse kilde Dansk Solenergi RI<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


16 Solceller<br />

Faktorer med indflydelse på <strong>solcelle</strong>ns ydeevne<br />

Solcellens virkningsgrad<br />

Solstrålingen udenfor jordens atmosfære, solarkonstanten, er ca. 1350 W/m 2 . Ved jordens<br />

overflade er solintensiteten i Danmark omkring 1000 W/m 2 på en klar sommerdag.<br />

Virkningsgraden i en <strong>solcelle</strong> udregnes som forskellen i procent mellem den indstrålede effekt<br />

{Watt} pr. arealenhed og den af <strong>solcelle</strong>n leverede effekt. Der skelnes imellem den teoretiske<br />

virkningsgrad, laboratorievirkningsgrad og praktisk virkningsgrad. Det er den praktiske<br />

virkningsgrad, der har størst interesse for brugere af <strong>solcelle</strong>r. Silicium <strong>solcelle</strong>r har en<br />

teoretisk virkningsgrad på ca. 30 % og en praktisk virkningsgrad på 16 til 18 %.<br />

Derfor er nogle <strong>solcelle</strong>r blå<br />

Sollyset har sin maksimale relative intensitet i området 450 til 500 nanometer - i det blå lys<br />

område. Det er derfor vigtigt, at <strong>solcelle</strong>n fremstilles således, at dens maksimale følsomhed<br />

ligger tæt her på. Når man betragter en <strong>solcelle</strong>, er den blålig. Det er fordi det blå lys bliver<br />

delvis reflekteret fra cellen. En typisk silicium <strong>solcelle</strong> har sin største relative følsomhed i<br />

området 700 til 900 nanometer - altså i det infrarøde område. Dette manglende sammenfald<br />

er en af årsagerne til, at <strong>solcelle</strong>r ikke har nogen særlig høj virkningsgrad, og dette er et af de<br />

områder, der udvikles på.<br />

Solceller skal afkøles<br />

En anden væsentlig årsag til den lave virkningsgrad er reflektioner fra cellens overflade. Dette<br />

kan modvirkes ved antirefleks belægninger eller ved at udforme cellens overflade som mange<br />

små pyramide-strukturer. Solcellernes virkningsgrad nedsættes også ved stigende temperatur<br />

(gælder ikke de amorfe <strong>solcelle</strong>r), og de kan ødelægges, hvis temperaturen i længere tid<br />

overstiger den af fabrikanten angivne max værdi.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


17 Solceller<br />

Undgå skygger<br />

Et <strong>solcelle</strong>anlæg er meget følsomt over for skygger. Et anlæg, som består af flere paneler,<br />

kan sammenlignes med en juletræsguirlande. Hvis en pære i guirlanden er i stykker, kan<br />

ingen lyse. Ligger et panel i skygge, producerer det ikke strøm, dvs. det samlede udbytte af<br />

anlægget nedsættes.<br />

Selv små skygger, f. eks. fra en antenne, skal undgås. Det er som regel nærliggende at<br />

udnytte tagfladen, som oftest på forhånd giver en skrå og skygge fri anlægsflade med nem<br />

adgang til husets installationer.<br />

I udlandet hvor man udnyttet solenergien i langt højere grad end her i landet, har man bl.a.<br />

store <strong>solcelle</strong>anlæg der automatisk positionere sig optimalt i forhold til solen.<br />

Nedenstående er som det fremgår et meget primitivt system der følge solens vandring over<br />

himlen, men mange helt store systemer arbejder efter lignende principper.<br />

Skaber skygge Små <strong>solcelle</strong>r<br />

Solcellepanel Cykelhjul<br />

Kilde: Do it Yourself 12 Volt SOLAR POWER<br />

Pallet<br />

Mini motor med gear<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


18 Solceller<br />

Dimensionering af nettilsluttede <strong>solcelle</strong>r<br />

Dimensionering af <strong>solcelle</strong>anlæg er en disciplin, som hvis den overses kan resultere i en<br />

meget lav virkningsgrad (systemfaktoren), eller måske føre til ødelæggelse af komponenter<br />

der indgår i i systemet.<br />

Ud over det lovbestemte skal man under dimensionering naturligvis også altid følge det af<br />

fabrikanten anviste. Efterfølgende vil være en anvisning i en række af de væsentligste<br />

elementer underopbygning af <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

De fleste fabrikanter angiver modulets nominelle ydelse ved standardbetingelser, men da så<br />

gunstige forhold sjældent er til stede, er det nødvendigt at kunne omregne til andre<br />

celletemperaturer og solintensiteter. Man kan i praksis regne med en stort set lineær<br />

afhængighed af begge størrelser, idet følgende omregning fra standardbetingelser bruges:<br />

♦ Ydelsen falder med ca. 0,4% for hver grad temperaturstigning (dog kun 0,2% for amorfe<br />

celler)<br />

♦ Ydelsen falder med ca. 0,1% for hver W/m² fald i solintensiteten<br />

Temperaturen indvirker i det væsentlige på modulets spænding, mens solintensiteten<br />

indvirker på strømmen.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


19 Solceller<br />

Nogle vigtige data for <strong>solcelle</strong>moduler er:<br />

• Kortslutningsstrøm, Isc: <strong>Den</strong> maksimale strøm ved standardbetingelser. Under særlige<br />

forhold, f.eks. ved reflekteret lys, kan strømmen derfor godt være endnu større.<br />

• Tomgangsspænding, Uoc: <strong>Den</strong> maksimale spænding ved standardbetingelser. I koldt vejr<br />

med sol kan spændingen derfor være endnu højere.<br />

• Maximum Power Point: <strong>Den</strong> kombination af strøm og spænding, som giver den maksimale<br />

ydelse under de givne forhold. Impp og Umpp betegner henholdsvis strøm og spænding ved<br />

maksimal effekt.<br />

• Mærkeeffekt: Effekt ved Maximum Power Point og standardbetingelser. <strong>Den</strong> faktiske<br />

effekt ved standardbetingelser kan typisk afvige 10% fra den mærkeeffekten. Ofte vil<br />

fabrikanten derfor også angive en garanteret minimumseffekt.<br />

• Maksimal systemspænding. Angiver grænsen for hvor mange moduler der kan sættes i<br />

serie uden risiko.<br />

I praksis vil man enten køre panelet med en konstant spænding, eller lade en elektronisk<br />

impedanstilpasning regulere arbejdsspændingen så den følger Umpp .<br />

For nettilsluttede anlæg sidder denne regulering indbygget i vekselretteren.<br />

For anlæg til batteriopladning er det normalt batterispændingen som bestemmer<br />

arbejdsspændingen for modulerne.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


20 Solceller<br />

Bestemmelse af placering, modultype, modulstørrelse<br />

Udseende: Når man skal bestemme <strong>solcelle</strong>anlæggets udseende arbejdes der bl.a. hos<br />

arkitekterne med løsninger der integrerer <strong>solcelle</strong>rne på bedst mulig måde i arkitekturen.<br />

Kundens ønske om solstrømsanlæggets synlig- hed skal naturligvis også tilgodeses. Amorfe<br />

<strong>solcelle</strong>paneler er meget neutrale at se på, mens polykrystallinske <strong>solcelle</strong>r er mere<br />

fremtrædende, ydermere kan <strong>solcelle</strong>paneler leveres med forskellige baggrundsfarver bag<br />

<strong>solcelle</strong>rne, og endda helt transparente.<br />

Med de nye typer plast<strong>solcelle</strong>r er det vanskeligt, at forudsige hvad fremtiden vil bringe, men<br />

der er ingen tvivl om, at man vil se langt flere og mere bygningsintegrerede løsninger.<br />

Installeret effekt: Der kan som eksempel installeres ca. 100-130 Wp pr. m 2 for krystallinske<br />

<strong>solcelle</strong>r, og ca. 40-60 Wp pr. m 2 for amorfe <strong>solcelle</strong>r. Det vil sige, at hvis der er et ønske fra<br />

en kunden om at installere et 10 kWp anlæg, skal der typisk benyttes et areal på 10.000 Wp /<br />

115 Wp pr. m 2 » 87 m 2 .<br />

Kølingsmuligheder: Anlæggets virkningsgrad øges ved at ventilere bagsiden af<br />

<strong>solcelle</strong>panelerne. Ventilationen skal være naturlig, da der ellers bruges mere energi til<br />

afkølingen, end der opnås i effektforøgelse.<br />

Naturlige hældningsmuligheder: Solceller yder mest i Danmark ved en hældning på ca. 45<br />

grader fra vandret.<br />

Klimatiske forhold: Der skal tages hensyn til, at den bærende konstruktion skal kunne klare<br />

sne- og vindlast.<br />

Paneltype og –størrelse: Solcellepaneler findes som tidligere omtalt i mange forskellige<br />

størrelser og variationer og vi kan endnu kun gætte på hvordan en integration af de nye<br />

former for <strong>solcelle</strong>r vil blive integreret i arkitekturen. Generelt kan man sige, at jo større<br />

modulerne er, jo nemmere er installationen.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


21 Solceller<br />

Skyggers utilsigtede virkning<br />

På den måde <strong>solcelle</strong>paneler i dag er opbygget, medfører det desværre, at skyggevirkning<br />

har en stor negativ effekt. I det <strong>solcelle</strong>rne oftest er serieforbundne i selve panelet, medfører<br />

det at hvis blot én <strong>solcelle</strong> skygges, producerer hele <strong>solcelle</strong>panelet ingen energi.<br />

Problemet forøges afhængigt af hvilken opbygning der er valgt. Bedst er de små<br />

modulvekselrettere, da kun det <strong>solcelle</strong>panel der skygges stopper produktionen.<br />

Solcelleanlægget bør ikke skygges i perioden fra kl. 9.00 - 17.00 i sommerhalvåret (april -<br />

september).<br />

Det er derfor meget vigtigt at der ved dimensioneringen overvejes følgende:<br />

• Kan anlægget komme i skygge for træer, buske, græs eller lignende? Specielt anlæg<br />

der placeres tæt ved jordhøjde, kan meget ofte komme i skygge.<br />

• Er der mulighed for at sikre mod fugle? Skygger kan optræde på mange forskellige<br />

måder!<br />

Kan man ikke undgå at anlægget kommer i skygge i løbet af dagen, skal vekselretterne<br />

kobles hensigtsmæssigt sammen. Solcellepaneler der skygges i samme tidsrum skal<br />

forbindes til samme vekselretter, uafhængigt af andre <strong>solcelle</strong>paneler i anlægget.<br />

Problem: En skorsten kaster skygger på solcel-<br />

lepanelerne et efter et hen over eftermiddagen.<br />

Løsning: Der bør vælges modul-integrerede<br />

vekselrettere (AC-paneler), da <strong>solcelle</strong>panelerne<br />

dermed kobles ud et efter et.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


22 Solceller<br />

Problem: Der er opsat <strong>solcelle</strong>paneler på<br />

begge sider af et elevatortårn på en facade.<br />

Tårnet kaster skygger på begge sider i løbet af<br />

dagen.<br />

Løsning 1: Der vælges en strengvekselretter til<br />

hver lodret række.<br />

Løsning 2: Der vælges modul-integrerede<br />

vekselrettere (AC-moduler).<br />

Løsning 3: Der findes en alternativ placering.<br />

Andre skyggeforhold: For at undgå skygger mellem skråtstillede rækker med<br />

<strong>solcelle</strong>paneler, henvises til. Her beskrives en række systemopbygninger, og hvilke<br />

minimumsafstande der skal være mellem rækkerne.<br />

Mis-match: Fænomenet “mis-match” er amerikansk og betyder: “Passer ikke sammen”. Det<br />

er præcist hvad man skal sørge for at undgå, når man serieforbinder <strong>solcelle</strong>paneler. En<br />

kæde er som bekendt ikke stærkere end det svageste led. Overført til <strong>solcelle</strong>terminologien<br />

betyder det, at der ikke kan passere mere strøm igennem serien end hvad det lavets ydende<br />

<strong>solcelle</strong>panel kan producere.<br />

Følgende regler skal derfor altid overholdes:<br />

Formiddag Eftermiddag<br />

• Serieforbind aldrig <strong>solcelle</strong>paneler med forskellige Peak-Power-Strømstyrker (Ip).<br />

• Sortér, i så vid udstrækning som muligt, <strong>solcelle</strong>panelerne inden for den enkelte<br />

kategori, hvis de har individuelle testresultater.<br />

• Vælg <strong>solcelle</strong>paneler med den mindst mulige variationsopgivelse på effekten.<br />

• Undgå lange serieforbindelser. Jo længere serien er, jo større er chancen for at hele<br />

serien afhænger af ét lavt ydende modul.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


23 Solceller<br />

Beregning af årlig ydelse<br />

Nettilsluttede <strong>solcelle</strong>anlægs årlige ydelse kan med rimelig nøjagtighed beregnes ved at<br />

benytte følgende metode.<br />

Årlig solindstråling i kWh/m 2 Danmark 1000 kWh/m 2<br />

Årlig ydelse = 1000 x 1 x 2 x 3 x 4 x Solcelle areal (m 2 )<br />

1 Solcellemodul faktor<br />

Solcelletype Virkningsgrad Faktor<br />

Monokrystalinske-højeffektive<br />

Monokrystalinske-standard /<br />

14% 0,099<br />

Polykrystalinske<br />

12%<br />

0,085<br />

Amorf - højeffektive 8% 0,057<br />

Amorf - standard 5% 0,035<br />

2 Hældningsvinkel faktor<br />

Vinkel i grader fra vandret #15 0 25 0 35 0 45 0 55 0 65 0 75 0 90 0<br />

Faktor 1,13 1,21 1,25 1,26 1,24 1,19 1.10 0,93<br />

# ) Vinkel under 15 0 anbefales ikke af hensyn til selvafrensning af moduloverfladen<br />

3 Orienteringsvinkel faktor<br />

Vinkel i grader fra vandret<br />

Faktor<br />

+/- 90 0<br />

(øst/vest)<br />

0,75<br />

+/- 80 0<br />

0,79<br />

+/- 60 0<br />

0,88<br />

+/- 40 0<br />

0,95<br />

4 Vekselretter faktor<br />

Vekselretter type Standard Avanceret<br />

Faktor 0,8 0,9<br />

Beregningseksempel<br />

+/- 20 0<br />

0,99<br />

+/- 0 0<br />

(syd)<br />

Solcelle areal 50 m 2 monokrystalinske standart <strong>solcelle</strong>r, taghældning 35 0 og orienteret 40 0 fra<br />

syd vekselretteren er af en standard typen.<br />

Forventet årlig ydelse:<br />

Årlig ydelse = 1000 x 0,085 x 1.25 x 0,95 x 0,8 x 50 (m 2 ) = 4040 kWh.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com<br />

1,00


24 Solceller<br />

Dimensionering af vekselrettere:<br />

Generelt: Det kan være vanskeligt at finde den rigtige vekselretteropbygning til<br />

solstrømsanlægget. Nedenstående skal ofte gentages mange gange før den rigtige<br />

sammensætning findes. Det er meget normalt at anlæggets <strong>solcelle</strong>panel sammensætning<br />

må ændres fra det det optimale, til en sammensætning der er mere hensigtsmæssig. Der<br />

kommer til stadighed flere vekselrettere på markedet, og dermed også flere muligheder for<br />

systemopbygning.<br />

Grundvalg: Man bør på nuværende tidspunkt have valgt den grundtype vekselretter, der<br />

passer mest hensigtsmæssigt til anlægget. Nu skal størrelsen på vekselretteren så<br />

bestemmes.<br />

Temperatursvingninger: Vær opmærksom på, at <strong>solcelle</strong>r variere i spænding på<br />

foranledning af temperatursvingninger. Det er derfor nødvendigt, at finde ud af hvilke<br />

temperaturforskelle, der skal kalkuleres med.<br />

Nogle vekselrettere er sikret mod overspænding, og andre kan ligefrem ødelægges ved en<br />

vedvarende overspænding. Vekselretteren skal kunne klare den mindste indgangsspænding,<br />

der kommer fra <strong>solcelle</strong>panelerne på en varm sommerdag. Samtidig med også skal kunne<br />

klare den største spænding der opstår, når der løber en meget lille strøm i anlægget under<br />

fuld sol en meget kold dag, og dermed lav celle temperatur (-20°C).<br />

<strong>Den</strong> laveste spænding opstår ved fuld sol på med varm omgivelsestemperatur og dermed høj<br />

celletemperatur (80°C)..<br />

På <strong>solcelle</strong>panelets datablad findes temperatur koefficien- terne for spænding og strøm oftest<br />

til ca. -75 mV/°C og 1,5 mA/°C for polykrystallinsk e <strong>solcelle</strong>paneler (36 <strong>solcelle</strong>r). For<br />

monokrystallinske <strong>solcelle</strong>paneler (36 <strong>solcelle</strong>r) findes værdierne til ca. -75 mV/°C og 1,0<br />

mA/°C. De oplyste data er givet ud fra standardbeti ngelserne 25°C celletemperatur og 1000<br />

W/m². Koefficienterne skal i alle tilfælde kontrolleres for om de gælder for de enkelte <strong>solcelle</strong>r,<br />

eller om de beskriver hele <strong>solcelle</strong>panelet.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


25 Solceller<br />

Eksempel: 10 stk. fritstående monokrystallinske <strong>solcelle</strong>paneler med følgende data skal<br />

kobles i streng på en og samme vekselretter. Bestem hvilke maksimale og minimale<br />

spændinger og strømstyrker vekselretterne skal kunne håndtere under følgende<br />

forudsætninger:<br />

Strøm Spænding<br />

Temp.koefficient Ioc 1,0 mA / °C Temp.koefficient V oc -76 mV / °C<br />

Peak power point (Ip) 3,14 A Open circuit (Voc) 21,4 V<br />

Short circuit (Isc) 3,41 A Peak power point (Vp) 17,5 V<br />

Generelt<br />

Maksimal temperatur 80 °C Minimal temperatur -20 °C<br />

STC 25 °C Nominel effekt (W p) 55 Wp<br />

Vp, 80 °C = 10 × (17,5 + (-0,076 × (80-25))) = 133,2 V.<br />

Voc, -20 °C = 10 × (21,4 + (-0,076 × (-20-25))) = 248,2 V.<br />

Isc, 80 °C = 3,41 + 0,001 × (80-25) = 3,47 A.<br />

Ip, -20 °C = 3,14 + 0,001 × (-20-25) = 3,10 A.<br />

Nominel effekt = 10 × 55 Wp = 550 Wp.<br />

Spændingsbeskyttelse<br />

Som ovenstående eksempel viser, er der ofte tale om meget store spændingsforskelle på<br />

grund af de årstidsbestemte temperatursvingninger. Mange vekselrettere er simpelt hen<br />

ikke beregnet til det danske marked, og det er derfor meget vigtigt, at det undersøges om<br />

vekselretteren har indbygget et overspændingsrelæ på DC-indgangssiden. Er<br />

vekselretteren sikret mod overspænding, behøver man ikke at tage hensyn til den meget<br />

høje spænding der kan forekomme under de ekstreme forhold om vinteren.<br />

Hvis man accepterer at solstrømsanlægget ikke producerer energi i de relativt få dage om<br />

året, hvor der er fuld sol og 10 °C, mister man på årsbasis under 1% energiproduktion. Til<br />

gengæld kan vekselretterne bedre udnyttes med hensyn til underdimensionering, og dermed<br />

kan anlægsprisen sænkes.<br />

Det kan derfor anbefales at anvende vekselrettere med indbygget beskyttelse mod<br />

overspænding.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


26 Solceller<br />

Minimal belastning - Lav solindstråling<br />

Der er stor forskel på hvilken minimumseffekt, der skal til før vekselretteren leverer strøm til<br />

nettet. Der bør vælges vekselrettere, der leverer strøm til nettet selv ved meget lav<br />

solindstråling. Lav solindstråling giver ofte et stort systemtab.<br />

Maksimal belastning<br />

Nogle vekselrettere har større følsomhed overfør overbelastning end andre. Før<br />

vekselretteren vælges gør man klogt i at studere mulighederne for overbelastning. I de<br />

fleste tilfælde underdimensioneres vekselretteren, og dermed får man få tilfælde, hvor der<br />

kan opnås en energiproduktion i anlægget som vil overbelaste vekselretteren. (Fuld<br />

sommersol og afkølede <strong>solcelle</strong>r til ca. 25 °C).<br />

Vekselretteren skal naturligvis kunne tåle denne overbelastning i den tid det drejer sig om.<br />

Typisk 1 time midt på dagen i sommermånederne.<br />

Resultatet af en underdimensionering af vekselretteren vil blive, at anlægget ikke producerer<br />

fuld effekt i de få timer om året hvor vekselretteren er overbelastede. Dermed mistes lidt<br />

effekt på årsbasis, men det er en økonomisk bedre løsning, idet vekselrettere er relativt dyre.<br />

Underdimensionering<br />

Hvilken underdimensionering man bør foretage, afhænger af anlæggets orientering mod syd<br />

(b) samt hældningen fra vandret (g).<br />

Når disse er bestemt kan man finde den ideelle underdimensioneringsfaktor (D) ud fra<br />

formlen:<br />

Eksempel:<br />

D = korrektionsfaktor × 0,85<br />

Afvigelse fra syd (b) 0° Hældning fra vandret (g) 35°<br />

Korrektionsfaktoren bestemmes ud fra Appendiks 2 til 1,25:<br />

Orientering mod syd:<br />

Hældning fra<br />

vandret:<br />

Syd<br />

(0°)<br />

(±±±±20°)<br />

(±±±±40°)<br />

(±±±±60°)<br />

(±±±±80°)<br />

Øst/Vest<br />

(±±±±90°)<br />

35° 1,25 1,24 1,19 1,10 0,99 0,94<br />

<strong>Den</strong> optimale underdimensioneringsfaktor på vekselretteren (D) bestemmes så til: 1,25 × 0,85<br />

= 1,06<br />

Hvor stor vekselretteren skal være, afhænger af den type anlæg, man ønsker at opbygge.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


27 Solceller<br />

A: Har man et system bestående af 8 stk. 100 Wp <strong>solcelle</strong>paneler orienteret som i det<br />

ovenstående, hvor der er tale om strengvekselrettere, findes den optimale vekselretter<br />

løsning til:<br />

Underdimensioneringsfaktor × antal <strong>solcelle</strong>paneler × <strong>solcelle</strong>panelets effekt (Wp) = 1,06 × 8<br />

× 100 = 848 W.<br />

B: Ændres orienteringen af systemet så <strong>solcelle</strong>panelerne ikke hældes, men står lodret findes<br />

den bedste løsning til:<br />

Orientering mod syd:<br />

Hældning fra<br />

vandret:<br />

Syd<br />

(0°)<br />

(±±±±20°)<br />

(±±±±40°)<br />

(±±±±60°)<br />

(±±±±80°)<br />

Øst/Vest<br />

(±±±±90°)<br />

90° 0,93 0,92 0,88 0,82 0,73 0,70<br />

Underdimensioneringsfaktor D = 0,93 × 0,85 = 0,79, Vekselretterløsning = 0,79 × 8 × 100 =<br />

632 W.<br />

Herefter vælges den vekselretter der ligger nærmest på det udregnede. Som tidligere nævnt<br />

kan det være at den ønskede vekselretter ikke eksisterer, og man derfor må regne forfra igen!<br />

Bestemmelse af korrektionsfaktor. (Kilde brochuren “Solceller”)<br />

Orientering mod<br />

syd:<br />

Hældning fra<br />

vandret:<br />

Syd<br />

(0°)<br />

(±20°)<br />

(±40°)<br />

(±60°)<br />

(±80°)<br />

Øst/Vest<br />

(±90°)<br />

15° 1,13 1,12 1,07 0,99 0,89 0,85<br />

25° 1,21 1,20 1,15 1,06 0,96 0,91<br />

35° 1,25 1,24 1,19 1,10 0,99 0,94<br />

45° 1,26 1,25 1,20 1,11 1,00 0,95<br />

55° 1,24 1,23 1,18 1,09 0,98 0,93<br />

65° 1,19 1,18 1,13 1,05 0,94 0,89<br />

75° 1,10 1,09 1,05 0,97 0,87 0,83<br />

90° 0,93 0,92 0,88 0,82 0,73 0,70<br />

Dimensionering af kabler<br />

Spændingsfald beregnes efter reglerne i stærkstrømsbekendtgørelsen og bør ved fuldlast<br />

ikke overstige 3% af den nominelle spænding. Kobber er billigere end <strong>solcelle</strong>r så vi vil<br />

forsøge at begrænse ledningstabene.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


28 Solceller<br />

Dimensionering af Stand alone anlæg:<br />

Ideel udenfor elnettet (Stand alone)<br />

Selv om <strong>solcelle</strong>r er meget dyre i forhold til værdien af den strøm man får ud af dem, kan det<br />

mange steder betale sig at installere dem. I Danmark ser man dem fx. på campingvogne,<br />

overvågningsudstyr, radiostationer, telerelæer, sejlbåde m.m.<br />

I Norge er der mange fjeldhytter, som har installeret <strong>solcelle</strong>r, da det er billigere at opsætte<br />

<strong>solcelle</strong>paneler end at føre mange kilometer el-ledninger over bjerg og dal frem til hytten.<br />

<strong>Den</strong> kendsgerning, at ca. 1 mia.<br />

mennesker, ikke har adgang til strøm<br />

indikere lidt om det potentiale der bl.a. er<br />

for anvendelse af stand alone anlæg.<br />

Eksempel (KildeThe Renewable Energy Handbook ”William H. Kemp”)<br />

Beregning af Stand alone anlæg<br />

På nedenstående skema vises det omtrentlige og gennemsnitlige antal indladede Watt-timer<br />

pr. uge fra forskellige solarex <strong>solcelle</strong>moduler i Danmark ved placering af <strong>solcelle</strong>modulet<br />

med en hældning på 30 Grader i forhold til vandret og orienteret mod syd.<br />

Stand alone anlæg (ikke net tilsluttet)<br />

Kilde Damgaard marine<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


29 Solceller<br />

Manuel Beregningseksempel<br />

I en jagt hytte ønskes installeret følgende:<br />

Stk. Brugsgenstand Timer pr. dag Watt pr. dag<br />

2 Lamper 10 W 4 2 x 20 x 2 = 80 W<br />

1 TV 15 W 3 1 x 15 x 3 = 45 W<br />

I alt pr. dag 125 W<br />

Vi regner med at bruge hytten hver weekend eller i ferier 8 dage pr. måned, Damgaards tabel<br />

går kun fra april til september, så vi kan kun dimensionere anlægget i disse måneder, hvis vi<br />

vil anvende tabellen, så det gør vi.<br />

Månedligt forbrug = 8 x 125 = 1000 Watt/timer<br />

Hvis vi vil acceptere at anlægget ikke yder helt det vi forventede i september kan vi klare os<br />

med et 50 W anlæg ellers må vi købe et 80 W anlæg.<br />

Akkumulatoren vi skal bruge må ikke aflades helt da det reducere levetiden derfor køber vi<br />

den 30% ( x 1,3 ) støre end beregnet = 1000 W x 1,3 = 1300 W/t<br />

Akkumulatorer opgives i Ampere timer (At)<br />

Størrelsen = 1000w / 12v = 83 At minimum.<br />

Her finder du en beregner til Stand alone anlæg.<br />

http://www.dansksolenergi.dk/Dimension/Dimension_batteri.shtml<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


30 Solceller<br />

Hybridanlæg<br />

Et <strong>solcelle</strong>anlæg kan kombineres med andre energiformer. Det kaldes for hybrid anlæg. En<br />

kombination med små vindmøller og <strong>solcelle</strong>r er en oplagt mulighed. Energien kan lagres i<br />

almindelige bly akkumulatorer, i nikkel/cadmium batterier, i natrium/svovl batterier eller ved<br />

spaltning af vand til brint.<br />

Eksempel:<br />

Eksempel på et hybridanlæg (KildeThe Renewable Energy Handbook ”William H. Kemp”)<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


31 Solceller<br />

Elselskabernes rolle<br />

I begyndelsen af 80'erne begyndte elforsyningsselskaberne og elinstallatørerne at interessere<br />

sig for <strong>solcelle</strong>rne. I første omgang blev der dog ikke realiseret nogen anlæg. SEAS havde<br />

planer om et 50 kW anlæg red Vester Bøgebjerg med EU-støtte, men opgav projektet. Hasle<br />

Kommune havde ambitiøse planer om kombinerede <strong>solcelle</strong>-vind anlæg, men fik ikke den<br />

ventede EU-støtte til et 100 kW <strong>solcelle</strong>anlæg.<br />

Senere er anlæg i støre målestok etableret, her kan blandt andet nævnes anlæg som sol 300<br />

og sol 1000.<br />

Sol 300 projektet blev udført i et samarbejde mellem Energi Midt i Bredstrup, Eltra og<br />

Energistyrelsen.<br />

Det blev gennemført i årene 1998 til 2002 i Jylland og på Fyn og havde en samlet effekt på<br />

750 Kwp., fordelt på ca. 300 boliger.<br />

Med Sol1000 projektet er der for første gang gennemført et landsdækkende <strong>solcelle</strong>projekt,<br />

hvor 700 <strong>solcelle</strong>anlæg er opsat rundt om i Danmark.<br />

Sol1000 projektet er et demonstrationsprojekt, der er gennemført i perioden 2001-2006 på<br />

begge sider af Storebælt. Projektet er støttet af Energistyrelsen, der gennem de sidste årtier<br />

har arbejdet for at udbrede brugen af <strong>solcelle</strong>r i Danmark,<br />

Anbefalingen fra Sol1000 projektledelsen EnergiMidt er, at der i Danmark åbnes op for støtte<br />

til demonstrationsprojekter, der bevæger sig fra udviklingsfasen til markedsmodningen. På<br />

denne måde kan der skabes grobund for danske virksomheder, der arbejder eller påtænker at<br />

arbejde inden for <strong>solcelle</strong>området.<br />

Vi håber, at resultaterne af Sol1000 kan være med til at inspirere danskerne til at overveje<br />

solenergi som energikilde. Solenergi gavner miljøet og nedsætter energiregningen mange år<br />

fremover, hvilket er den rigtige vej for en bæredygtig fremtid.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


32 Solceller<br />

Elnettet som lager<br />

Man benytter elnettet som lager. Det kaldes for ”Nettomålingsordningen" og tillader,<br />

at elmåleren kører baglæns, når <strong>solcelle</strong>-anlægget producerer mere strøm, end husstanden<br />

har behov for - man leverer altså strøm til nettet til samme pris, som man køber for. Årets<br />

nettoforbrug kan dog ikke blive negativt, dvs. man får ikke penge tilbage for den strøm, man<br />

producerer ud over eget forbrug. Derfor er det mest økonomisk at dimensionere anlægget så<br />

ydelsen passer til forbruget. Til at dække et elforbrug på f. eks. 3.500 kWh om året skal man<br />

regne med at <strong>solcelle</strong>anlægget skal have en effekt på ca. 4 kWp.<br />

Kilde<br />

www.keraychip.dk<br />

Lagring<br />

Når man vil anvende vedvarende energi i stor stil i et integreret energisystem (hvor forskellige<br />

energikilder spiller sammen), er lagring af afgørende betydning. Man kan gemme varme i<br />

beholdere og elektricitet i batterier, men det er ikke tilstrækkeligt. Derfor arbejdes der stadig<br />

mere intensivt med at udvikle nye og bedre lagringsmetoder til brug for lagring af i sær<br />

elektricitet.Vanskelig balance.<br />

Et af de problemer vi har i Danmark er, at vores elproduktion er blevet omdannet til<br />

kraft/varme-produktion, der udnytter den producerede overskudsvarme fra elfremstillingen til<br />

fjernvarme. På kolde vinterdage skal værkerne derfor primært levere varme til<br />

fjernvarmekunderne, og elproduktionen bliver derfor også stor. Hvis der samtidig produceres<br />

store mængder el med vedvarende energikilder som f. eks. vindmøller, vil denne el være<br />

såkaldt overløbs-el – dvs. at den ikke kan udnyttes med det samme, og derfor skal lagres<br />

ellers sælges til andre lande.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


33 Solceller<br />

Solceller i fremtidens byggeri<br />

Det er naturligvis ikke let at spå om fremtiden, men vi må konstatere, at Tyskland er blevet<br />

det globale forbillede inden for vedvarende energi og som sådan kan de måske give et<br />

fingerpeg om hvor vi kunne være på vej hen.<br />

(På solenergi er Tyskland nummer 2, kun overgået af Japan)<br />

I Tyskland gives der ikke tilskud til vedvarende energi, men EEG loven fra 2004 begunstiger<br />

afregningsprisen på <strong>solcelle</strong>strøm idet det er muligt at differentiere op til DKK 4.60 pr. kWh<br />

afregningsprisen. Differentieringen bygger på, hvorledes <strong>solcelle</strong>rne er integreret i bygningen.<br />

Hensigten er naturligvis, at skabe en ny bygningskultur. Ydermere er prisen garanteret i 20 år,<br />

hvilket giver bygherre mulighed for at opnå favorable lån og hurtig tilbagebetaling.<br />

EEG-loven har i Tyskland skabt talrige nye virksomheder, økonomisk vækst og et bedre miljø<br />

til gavn for hele samfundet.<br />

EU domstolen i Luxenborg erklærede i 2001, at vedvarende energi og miljø prioriteres højere<br />

end konkurrence. Derfor kan alle EU lande indføre love svarende til den tyske EEG.<br />

(www.eeg-aktuell.de)<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


34 Solceller<br />

Lovgivning<br />

Se Bilag 1<br />

www.retsinfo<br />

SB –Afsnit 6A Kap. 712<br />

Bilag<br />

Litteraturliste<br />

Se bilag Y<br />

Kapitel 712<br />

SOLCELLESYSTEMER<br />

Bilag 1<br />

Litteraturliste<br />

Se bilag Y<br />

Kapitel 712<br />

SOLCELLESYSTEMER<br />

Gyldighedsområde 712.1<br />

De særlige bestemmelser i dette kapitel gælder for elektriske installationer med <strong>solcelle</strong>systemer, herunder systemer med<br />

vekselstrømsmoduler.<br />

Standarder for <strong>solcelle</strong>udstyr er under Note 1 udarbejdelse i IEC TC 82.<br />

Bestemmelser for <strong>solcelle</strong>systemer, som er Note 2 beregnet til selvstændig drift, er under overvejelse.<br />

Normative referencer 712.2<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


35 Solceller<br />

Se bilag Y.<br />

Definitioner 712.3<br />

(Se også figur 712.1 og 712.2).<br />

I dette kapitel gælder definitionerne i IEC 60050(826) samt følgende definitioner.<br />

712.3.1 Solcelle<br />

Grundlæggende <strong>solcelle</strong>enhed, som kan generere elektricitet, når den udsættes for lys som fx solstråling.<br />

Engelsk IEC-betegnelse:PV cell<br />

712.3. Solcellemodul<br />

Mindste samling af sammenkoblede <strong>solcelle</strong>r, der er fuldstændigt beskyttet mod omgivelserne.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV modul<br />

712.3.3 Solcellestreng<br />

Kreds, hvori <strong>solcelle</strong>moduler er forbundet i serie for at generere den krævede udgangsspænding til et <strong>solcelle</strong>panel.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV string<br />

712.3.4 Solcellepanel<br />

Mekanisk og elektrisk integreret samling af <strong>solcelle</strong>moduler og andre nødvendige komponenter, så der dannes en<br />

jævnstrømsforsyning.<br />

Engelsk IEC-betegnelse:<br />

712.3.5 <strong>solcelle</strong>panels forbindelsesdåse<br />

Kapsling, hvor alle <strong>solcelle</strong>strenge for ethvert <strong>solcelle</strong>panel er elektrisk forbundet, og hvor beskyttelsesindretninger om nødvendigt<br />

kan anbringes<br />

Engelsk IEC-betegnelse:PV array junction box<br />

712.3.6 Solcellegenerator<br />

Samling af <strong>solcelle</strong>paneler.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV generator<br />

712.3.7 Solcellegenerators forbindelsesdåse<br />

Kapsling, hvor alle <strong>solcelle</strong>paneler er elektrisk forbundet, og hvor beskyttelsesindretninger om nødvendigt kan anbringes.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV generator junction box<br />

712.3.8 Solcellestrengs ledning<br />

Ledning, der forbinder <strong>solcelle</strong>moduler, så der dannes en <strong>solcelle</strong>streng.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


36 Solceller<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV string cable<br />

712.3.9 Solcellepanels ledning<br />

Et <strong>solcelle</strong>panels udgangsledning.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV array cable<br />

712.3.10 Solcelles jævnstrømshovedledning<br />

Ledning, der forbinder <strong>solcelle</strong>generatorens forbindelsesdåse til <strong>solcelle</strong>inverterens jævnstrømsklemmer.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV DC main cable<br />

712.3.11 Solcelleinverter<br />

Indretning, der konverterer jævnspænding og jævnstrøm til vekselspænding og vekselstrøm.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV inverter<br />

712.3.12 Solcelles forsyningsledning<br />

Ledning, der forbinder <strong>solcelle</strong>inverterens vekselstrømsklemmer til en fordelingskreds i den elektriske installation.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV supply cable<br />

712.3.13 Solcellevekselstrømsmodul<br />

Sammenbygget<strong>solcelle</strong>modul og inverter, hvor de elektriske forbindelser kun fører vekselstrøm. Der er ikke adgang til<br />

jævnstrømssiden.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV AC module<br />

712.3.14 Solcelleinstallation<br />

Et <strong>solcelle</strong>systems installerede udstyr.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: PV installation<br />

712.3.15 Standardprøvebetingelser (STC)<br />

Prøvebetingelser, der er angivet for <strong>solcelle</strong>r og <strong>solcelle</strong>moduler i EN 60904-3.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: Standard test conditions<br />

712.3.16 Tomgangsspænding under standardprøvebetingelserne U OC STC<br />

Spænding under standardprøvebetingelser over et <strong>solcelle</strong>modul, en <strong>solcelle</strong>streng, et <strong>solcelle</strong>panel, en <strong>solcelle</strong>generator, der er<br />

ubelastet (åben), eller på <strong>solcelle</strong>inverterens jævnstrømsside.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: Open voltage conditions under standard test conditions U OC STC<br />

712.3.17 Kortslutningsstrøm under standardprøvebetingelserne I SC STC<br />

Et <strong>solcelle</strong>moduls, en <strong>solcelle</strong>strengs, et <strong>solcelle</strong>panels eller en <strong>solcelle</strong>generators kortslutningsstrøm under<br />

standardprøvebetingelser.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


37 Solceller<br />

Engelsk IEC-betegnelse: Short-circuit current standard test conditions I SC STC<br />

712.3.18 Jævnstrømsside<br />

Del af en <strong>solcelle</strong>installation fra en <strong>solcelle</strong> til <strong>solcelle</strong>inverterens jævnstrømsklemmer<br />

Engelsk IEC-betegnelse: DC side<br />

712.3.19 Vekselstrømsside<br />

Del af en <strong>solcelle</strong>installation fra vekselstrømsklemmerne på <strong>solcelle</strong>inverteren til <strong>solcelle</strong>forsyningsledningens forbindelsespunkt til<br />

den elektriske installation.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: AC side<br />

712.3.20 Enkel adskillelse<br />

Adskillelse mellem kredse eller mellem en kreds og jord ved hjælp af grundisolation.<br />

Engelsk IEC-betegnelse: Simple separation<br />

Projekteringsgrundlag, almindeligt 712.30<br />

Formål, forsyning og opbygning 712.31<br />

Forsyningssystemer 712.312<br />

Systemjording 712.312.2<br />

Jordforbindelse af en af de spændingsførende ledere på jævnstrømssiden er tilladt, hvis der mindst er enkel adskillelse mellem<br />

vekselstrømssiden og jævnstrømssiden.<br />

Eventuelle forbindelser med jord på jævnstrømssiden Note bør være elektrisk forbundet for således at undgå korrosion.<br />

Beskyttelse af sikkerhedsgrunde 712.4<br />

Beskyttelse mod elektrisk stød 712.41<br />

Solcelleudstyr skal på jævnstrømssiden anses for at være under spænding, selv når systemet er koblet fra vekselstrømssiden.<br />

Beskyttelse mod både direkte og indirekte 712.411 berøring<br />

Beskyttelse ved ekstra lav spænding: SELV 712.411.1 og PELV<br />

For SELV- og PELV-systemer, erstattes U n af U OC STC og må ikke overstige 120 V jævnspænding.<br />

Beskyttelse mod indirekte berøring 712.413<br />

Beskyttelse ved automatisk afbrydelse af 712.413.1 forsyningen<br />

Beskyttelse ved automatisk afbrydelse af Note forsyningen på jævnstrømssiden kræver særlige foranstaltninger, som er under<br />

overvejelse.<br />

712.413.1.1.1.1 På vekselstrømssiden skal <strong>solcelle</strong>ns forsyningsledning være forbundet til forsyningssiden af<br />

beskyttelsesudstyret for automatisk afbrydelse af kredse, der forsyner elektrisk udstyr.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


38 Solceller<br />

712.413.1.1.1.2 Hvor en elektrisk installation omfatter et <strong>solcelle</strong>system uden mindst enkel adskillelse mellem vekselstrømssiden<br />

og jævnstrømssiden, skal en fejlstrømsafbryder, der er installeret for at give beskyttelse mod fejl ved automatisk afbrydelse af<br />

forsyningen være af type B i henhold til IEC 60755, amendment 2.<br />

Note Fejlstrømsafbrydere af type B i henhold til IEC 60755 er en type, der fungerer ved fejlstrømme med jævnstrømsindhold over 6<br />

mA.<br />

Hvor <strong>solcelle</strong>inverteren ved sin konstruktion ikke er i stand til at levere fejlstrømme med jævnstrømsindhold til den elektriske<br />

installation, kræves der ikke en fejlstrømsafbryder af type B i henhold til IEC 60755 amendment 2.<br />

712.413.2 Beskyttelse med isolation af klasse II eller lignende bør foretrækkes på jævnstrømssiden.<br />

712.413.3 Beskyttelse ved ikke-ledende områder er ikke tilladt på jævnstrømssiden.<br />

712.413.4 Beskyttelse ved lokale udligningsforbindelser uden jordforbindelse er ikke tilladt på jævnstrømssiden.<br />

Overbelastningsbeskyttelse på jævnstrømssiden 712.433<br />

712.433.1 Overbelastningsbeskyttelse kan udelades for <strong>solcelle</strong>strenges og <strong>solcelle</strong>panelers ledninger, når ledningernes<br />

kontinuerlige strømværdi er lig med eller større end 1,25 gange I SC STC.<br />

712.433.2 Overbelastningsbeskyttelse kan udelades for <strong>solcelle</strong>ns jævnstrømshovedledning, hvis ledningens kontinuerlige<br />

strømværdi er lig med eller større end 1,25 gange <strong>solcelle</strong>generatorens I SC STC.<br />

Bestemmelserne i 712.433.1 og 712.433.2 er kun Note relevante for beskyttelse af ledningerne. Se også fabrikantens instruktioner<br />

om beskyttelse af <strong>solcelle</strong>moduler.<br />

Kortslutningsbeskyttelse 712.434<br />

712.434.1 Solcellens forsyningsledning skal på vekselstrømssiden være beskyttet mod kortslutningsstrømme ved hjælp af<br />

overstrømsbeskyttelsesudstyr, der er monteret ved forbindelsen til forsyningsnettet.<br />

712.444 Beskyttelse mod elektromagnetisk interferens (EMI) (Elektromagnetiske forstyrrelser) i installationer<br />

712.444.4.4 For at minimere spændinger, der induceres af lyn, skal arealet af alle ledningssløjfer være så lille som muligt.<br />

Valg og installation af materiel 712.5<br />

Fælles bestemmelser 712.51<br />

Overensstemmelse med standarder 712.511<br />

712.511.1 Solcellemoduler skal være i overensstemmelse med bestemmelserne i den relevante materielstandard, fx EN 61215<br />

for krystallinske <strong>solcelle</strong>moduler. Solcellemoduler af klasse II-udførelse eller med tilsvarende isolation anbefales, hvis<br />

<strong>solcelle</strong>strengenes U OC STC overstiger 120 V jævnspænding.<br />

Solcellepanelets forbindelsesdåse, <strong>solcelle</strong>generatorens forbindelsesdåse og tavler skal være i overensstemmelse med EN 60439-1.<br />

Note I Danmark tillades materiel iht. andre standarder anvendt.<br />

Driftsforhold og ydre forhold 712.512<br />

712.512.1.1 Elektrisk materiel skal på jævnstrømssiden være egnet til jævnspænding og jævnstrøm.<br />

Solcellemoduler kan forbindes i serie op til den maksimale tilladelige driftsspænding for <strong>solcelle</strong>modulerne (Solcellestrengens U OC STC<br />

) og <strong>solcelle</strong>inverteren, afhængig af den laveste værdi. Specifikationer for dette materiel skal oplyses af materielfabrikanten.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


39 Solceller<br />

Hvis der anvendes spærredioder, skal deres mærkespærrespænding være 2 gange <strong>solcelle</strong>strengens U OC STC. Spærredioderne skal<br />

forbindes i serie med <strong>solcelle</strong>strengene.<br />

712.512.2.1 Solcellemodulerne skal installeres efter fabrikantens anvisning på en sådan måde, at der er tilstrækkelig<br />

varmeafledning under forhold med maksimal solbestråling det pågældende sted.<br />

712.513 Tilgængelighed<br />

712.513.1 Valg og installation af udstyr skal lette sikker vedligeholdelse og må ikke ugunstigt påvirke de foranstaltninger, der er<br />

foretaget af <strong>solcelle</strong>udstyrets fabrikant for at muliggøre, at vedligeholdelse og servicearbejde kan udføres sikkert.<br />

Valg og installation af ledningssystemer 712.52<br />

712.522 Valg og installation i forhold til ydre påvirkninger<br />

712.522.8.1 Solcellestrenges ledninger, <strong>solcelle</strong>panelers ledninger og <strong>solcelle</strong>rs jævnstrømshovedledninger skal vælges og<br />

installeres på en sådan måde, at risikoen for jordfejl og kortslutninger minimeres.<br />

Dette kan fx opnås ved at forstærke beskyttelsen af Note ledningerne mod ydre påvirkninger ved anvendelse af ledninger, som ud<br />

over grundisolation er forsynet med ekstra isolation (kappe).<br />

712.522.8.3 Ledningssystemer skal kunne modstå de forventede ydre påvirkninger som fx vind, isdannelse, temperatur og<br />

solbestråling.<br />

Koblingsudstyr 712.53<br />

Adskillelse og afbrydelse 712.536<br />

Adskillelse 712.536.2<br />

712.536.2.1.1 For at muliggøre vedligeholdelse af <strong>solcelle</strong>inverteren skal der forefindes midler til at adskille <strong>solcelle</strong>inverteren fra<br />

jævnstrømssiden og vekselstrømssiden.<br />

Note Yderligere bestemmelser med hensyn til adskillelse af en <strong>solcelle</strong>installation, der fungerer i parallel med forsyningsnettet, er<br />

angivet i 551.7.<br />

Indretninger til adskillelse 712.536.2.2<br />

712.536.2.2.1 Ved valg og installation af materiel til adskillelse og afbrydelse, der skal installeres mellem <strong>solcelle</strong>installationen<br />

og forsyningsnettet, skal forsyningsnettet anses for at være kilden, og <strong>solcelle</strong>installationen skal anses for at være belastningen.<br />

712.536.2.2.5 Der skal anbringes en adskiller på <strong>solcelle</strong>inverterens jævnstrømsside.<br />

712.536.2.2.5.1 Alle forbindelsesdåser (<strong>solcelle</strong>generatorers og <strong>solcelle</strong>panelers dåser) skal bære en advarselsmærkning, der<br />

angiver, at aktive dele inde i dåserne stadig kan være spændingsførende efter adskillelse fra <strong>solcelle</strong>inverteren.<br />

Jordingsanlæg og beskyttelsesledere 712.54<br />

Hvor der er installeret udligningsledere, skal de være i parallel med og i så tæt kontakt som muligt med jævnstrømsledninger og<br />

vekselstrømsledninger samt tilbehør.<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


40 Solceller<br />

Figur 712.1 – Solcelleinstallation – Princip skema – Eksempel med ét panel<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com


Figur 712.2 – Solcelleinstallation – Princip skema - Eksempel med flere paneler<br />

PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: http://www.docudesk.com

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!