Tema

Solenergi – favorit på frammarsch

Varje timme ger solen lika mycket energi som hela mänskligheten använder under ett år. Solenergi är också det energislag som svenska folket tror mest på. Utmaningen är att el från sol är svår att lagra, men teknikutvecklingen gör solcellerna allt effektivare.

Solen är en obegränsad resurs, gratis och miljövänlig. Den mängd energi som varje dag når jorden i form av solljus är 15 000 gånger större än den totala energiförbrukningen i världen. Om vi kunde tillvarata bara en bråkdel av solenergin och omvandla till el skulle vi kunna lösa mycket av energiproblemen i världen.

Inte så konstigt att majoriteten av det svenska folket vill ha mer solenergi i framtiden. Hela 81 procent föredrar en ökad satsning på solenergi, vilket är överlägset mer än övriga energikällor.

Trots detta används inte mycket solenergi i Sverige, utan utgör bara 0,06 procent av vår elförsörjning. En förklaring till den långsamma utbyggnaden är att vårt energisystem traditionellt bygger på stora kraftverk och distributionssystem, snarare än en mångfald av små elproducerande anläggningar – som solceller. En annan förklaring är att solcellsmoduler än så länge är dyra att installera och regelverken kring egen installation ofta är komplicerade.

Idag är det är mest villaägare som installerar solceller – seriekopplade i stora paneler – för eget bruk. Med subventioner blir det ofta billigare än det fasta elnätet, förutsatt att man kan få betalt för överproducerad el. Hushållen kan ansluta sig till elnätet och sälja den el som de själva inte utnyttjar till de stora elbolagen – framför allt på sommaren, men då är efterfrågan inte lika hög. Sedan årsskiftet 2014/2015 kan man göra ett skatteavdrag på 60 öre/kWh för el som matats ut på nätet.

– I Sverige är det inga problem att bygga in mer av både sol- och vindkraft, eftersom de är så lite utnyttjade än så länge. Dessutom har vi vatten- och kärnkraft att reglera med, säger solcellsforskaren Marika Edoff, professor i fasta tillståndets elektronik vid Uppsala universitet.

Tyskland har länge satsat starkt på solenergi i samband med sin Energiewende, en omställning från fossila bränslen och kärnkraft till förnybara energikällor (läs mer tidigare i artiklar om energiomställningen och vad energin kostar). Där står solenergi för 7 procent av den totala årliga elförsörjningen – och under soliga dagar upp till 40 procent (IEA, 2014).

Utveckling av effektivare solceller Kostnaden för solcellssystem har sjunkit på senare år, och priset är idag cirka en femtedel av priset 2008. För att kunna sänka priset på solel ytterligare, måste tillverkningskostnaderna minska och solcellerna bli bättre. Dagens forskning om solenergi handlar främst om två spår. Dels att höja verkningsgraden och få så effektiva solceller som möjligt med existerande tekniker (kristallint kisel och tunnfilm), dels att utveckla nya typer av solceller baserade på nya material och strukturer. Några exempel på nya generationens solceller, som byggs på molekylnivå och fortfarande huvudsakligen är på utvecklingsstadiet, är polymera solceller och så kallade nanosolceller eller Grätzelsolceller (efter den schweiziske professorn Michael Grätzel som var först att publicera processen vetenskapligt). Fördelen med dem är att de fungerar bättre vid dåliga ljusförhållanden än dagens solceller. Nanosolceller bör kunna tillverkas billigt. De är dessutom fysiskt flexibla och kan göras transparanta och enkelt integreras i byggnader, till exempel på fönster eller en glasfasad. De kan också göras estetiskt tilltalande med olika färger. Att Grätzelsolcellen kan alstra ström även i svagt ljus gör dem extra intressanta i Sverige där vi har färre soltimmar och svagare solljus än längre söderut i Europa. Det är dock en myt att Sverige är ett solfattigt land, enligt Lars Kloo, solcellsforskare och professor i kemi vid KTH. På våra breddgrader skulle det räcka med en procent av landarealen för solmoduler med 30 procents verkningsgrad för att täcka hela vårt energibehov. – Nanosolceller kan producera el under en längre tid på dagen och är baserad på billiga material, vilket gör det möjligt att satsa på storskalig produktion av svensk solenergi i framtiden, säger Lars Kloo.  

Forskning på energilagring
Solenergin är ren. Solceller ger inga utsläpp under drift. De är tysta och luktfria och kan lätt placeras på tak väggar utan att vara skrymmande.

Den stora utmaningen är att solenergi inte går att lagra storskaligt. Konsumtionen varierar över dagen och året, men produktionen varierar ännu mer. Eftersom elektricitet förbrukas i samma ögonblick som den skapas, behövs flera energikällor som kan leverera el. I en framtid med stor mängd solkraft kan batterier hjälpa till att göra energisystemet mer stabilt, men det är långt dit.

– Vi har ju ingen solenergi på natten, och inte i december och januari. Även en molnig dag kan det bli stora svängningar och då behövs det andra energikällor som kan reglera balansen. Det finns ännu inget enkelt sätt att bygga in lagring även om det görs mycket forskning på batterier.

En sätt att försöka komma runt lagringsproblematiken är att utnyttja solenergin mer effektivt. Det kan vara så enkelt som att ställa om elförbrukningen till solceller när solen skiner – på dagarna och somrarna – och då stänga av annan elproduktion som lättare går att styra, till exempel vattenkraftverk. Vatten kan sparas i vattenkraftdammar till dagar när solcellerna inte ger mycket el.

– Det är absolut möjligt att ersätta både kärnkraft och fossila bränsle med alternativa energikällor successivt, säger Marika Edoff, Uppsala universitet. (Läs även artikeln Hög tid att ställa om vårt energisystem.)

Hon påpekar att vi inte kan ha bara ett eller några få energislag, som vi vant oss vid i Sverige, utan att det handlar om ett bredare system av kompletterande energikällor, till exempel en kombination av solenergi och vindkraft. Att anläggningar kan distribueras över hela landet gör hela systemet mindre sårbart vid tillfällig molnighet.

– Solceller ger mycket liten miljöpåverkan, men det gäller förstås att vara observant vid tillverkningen av solceller och kraftverk så att man inte skapar andra problem med miljöfarliga kemikalier. Alla system har ju sina för- och nackdelar, säger Marika Edoff.

Majoriteten av dagens solpaneler tillverkas i Kina, som har ett stort beroende av kolkraft, och är därför inte så miljövänliga att tillverka.

– Livslängden är dock mer än 20 år, så energimässigt är det ändå fördelaktigt med solceller redan efter två år.

Text: Eva Barkeman, forskning.se

Läs mer: http://www.svensksolenergi.se

Solenergi – favorit på frammarsch

 lästid ~ 5 min