Det finns ett kraftigt ökat intresse för solelanläggningar i Sverige och majoriteten av dessa anläggningar installeras på tak. I norra Sverige sker nu en stor nybyggnation av industrier och datacenter – byggnader som ofta har tak som lämpar sig väl för solelanläggningar. Samtidigt har solelanläggningar som installeras i norr andra förutsättningar än på sydligare breddgrader då det periodvis är mycket snö, vilket påverkar möjligheterna att producera el från dessa anläggningar.
Läs vad projektledare Anna Malou Petersson, RISE, har att säga om projektet!
Stora produktionsförluster
I detta projekt har forskare undersökt hur solelanläggningar i nordliga klimat kan anpassas så att elproduktionen kan öka. Fokus har varit på solelanläggningar på stora låglutande tak. På sådana tak monteras oftast solcellsmodulerna direkt på taket och vinklas upp omkring tio grader. Det medför att snö som ackumuleras på modulerna inte kan glida av utan behöver smälta bort, vilket orsakar stora produktionsförluster under framför allt vårvintern.
Projekt: Anpassning av solelanläggningar till nordiska förhållanden
Utförare: RISE
Samfinansiärer: Energimyndigheten, Lindbäcks Bygg AB, Luleå Energi AB
Projektstart: Juli 2020
Projektslut: Augusti 2023
Projektbudget: 2 484 326 kr
Projektledare: Anna Malou Petersson
Energimyndighetens projektnummer: P2019-90062
I projektet har man utvärderat fem alternativa utformningar av solelanläggningar, för att undersöka om de snöskuggningsrelaterade förlusterna minskar och om mer solinstrålning kan fångas jämfört med en konventionellt utformad anläggning, i syfte att öka elproduktionen. Vindlastberäkningar har genomförts genom modellering i ett CDF-program (Computational Fluid Dynamics). Dessutom har forskarna simulerat elproduktionen i två olika simuleringsprogram, och tagit hänsyn till både snö- och radskuggning.
Snöskuggning och vind
Simuleringarna av produktionen visar att alla utformningar ger en lika stor eller högre produktion än en konventionell anläggning, men att vissa utformningar fortfarande har stora förluster på grund av snöskuggning. Undersökningen i CFD visar att ju mer modulerna vinklas upp, desto större dragkraft får de av vinden vilket medför att de behöver förankras bättre.
För att få mer kunskap om dessa faktorer pekar forskarna på att nästa steg bör bli att närmare undersöka snösansamling kring anläggningarna och testa de mest lovande utformningarna i fält med olika vindlaster.
Du kan läsa mer om projektet i slutrapporten nedan:
- Dragkraften från vinden väntas bli cirka tio gånger större för solcellsmoduler med 45 grader respektive 90 graders vinkel jämfört med konventionella låglutande solcellsmoduler, vilka har tio graders lutning.
- Genom att vinkla solcellsmodulerna mer än konventionella solcellsmoduler förväntas de producera mer el genom mer optimal position mot solens instrålning och mindre förväntad snöskuggning.
- För att minska radskuggning behövs större radavstånd mellan modulerna, vilket innebär att det behövs en större yta för samma installerade effekt.
- Vilken utformning som passar för olika typer av tak behöver utvärderas utifrån lokala förhållanden och behov.
- Snöskuggning ger ett produktionsbortfall under vårvintern på upp till 30 procent av årsproduktionen vid en konventionellt utformad solelanläggning och även om det framtida klimatet förväntas ge mindre mängder snö, så kommer denna problematik inte minska i närtid i de nordligaste delarna av Sverige.
Text: Ann-Sofie Borglund