Solceller i landbruget 3-5 mio. m2 tagflader vender optimalt for max. udbytte af solenergi. Der er store perspektiver, men teknologien skal fungere og placeringen gennemtænkes. Solceller og det energimæssige potentiale i landbruget Økonomiske forhold ved ejerskab og drift af solcelleanlæg Eksempel på økonomien i et nyetableret solcelleanlæg Er solceller attraktivt for landmanden? Solceller i Tyskland Udformning Anlæg placeret på jorden Referencer Der er et anseligt antal kvadratmeter tagflader, som er orienteret rigtigt i forhold til verdenshjørner og taghældning. Med et meget forsigtigt skøn vil der være mellem 3 til 5 mio. m² tagflader, som vender optimalt. Kan tagkonstruktionen bære et solcelleanlæg? Vedrørende det statiske tagets evne til at bære et solcelleanlæg, henvises til DLBR s bygningskontorer rundt om i landet. Solenergi er som bekendt vedvarende energi, som betyder, at vi kan spare fossile brændstoffer og dermed mindske udledningen af drivhusgasser. En mulighed for at udbygge den vedvarende energiproduktion er nærliggende ved at placere solceller på landbrugsbygninger såvel ældre som nye. Solcellerne er blevet mere interessante de senere år, fordi der er sket store teknologiske fremskridt på området. De er blevet meget mere effektive til at producere el og langt mere holdbare i brug, og der er flere produkter på markedet nu, som synes interessante for landbruget. Der kan være store perspektiver i det, men omvendt skal det også sikres, at teknologien fungerer, så landmanden ikke kommer til at bruge al sin tid på at vedligeholde og passe anlægget. 1
Der bør dog ved etablering af solceller tages hensyn til den arkitektoniske udførelse samt ikke mindst eventelle gener ved refleksioner i pladerne, der kan virke skæmmende i landskabet. Solceller og det energimæssige potentiale i landbruget Solceller omdanner solens stråler til elektrisk energi. En enkelt solcelle giver en jævnspænding på omkring 0,5 Volt og nogle få milliampere jævnstrøm. Solceller producerer strøm helt uden bevægelige dele og er derfor en robust og driftssikker energiteknologi. I Danmark er solindstrålingen ca. 1000 kwh/m2 om året målt på vandret plan, og ca. 1200 kwh/m2 på et skråt plan med vinkelret indstråling. Det er kun en mindre del af solenergien, der rent faktisk kan omdannes til el-energi i en solcelle. Gængse solceller på markedet har en virkningsgrad på 10-20%, men der sker løbende forbedring de bedste kan omdanne op mod 50% af solindstrålingen til el-energi. Ved at samle mange solceller og sammenkoble dem i moduler dannes en spænding på 10-20 volt pr. modul. Foruden selve solcellemodullet består et solcelleanlæg af en inverter, som omdanner jævnspændingen til vekselspændingen og samtidig transformerer spændingen op til et niveau, så strømmen kan anvendes og sendes ud på el-nettet. Når solens stråler rammer forsiden af solcellen, løsrives elektroner som vandrer gennem solcellen og skaber en spændingsforskel (Volt) og dermed Et solcelleanlæg består som standard af solpaneler, inverter, kabler og et monteringssystem. http://solcelledk.dk/solenergi/facts-om-solceller/
dannes en elektrisk strøm (Ampere). Foto: http://www.bossman.dk/art.php?art_id=688 Solcellemodulers ydeevne angives i Watt-peak (Wp). Teoretisk set kan der forventes en elproduktion på omkring 1000 kwh om året, for hver kwp solcelleanlægget er på. I praksis er produktionen dog lidt mindre, typisk 800-900 kwh pr. kwp om året. Årsforbruget af el i en alm. Husstand er typisk 4000-5000 kwh. I større solcelleanlæg kobles modulerne sammen, så de giver en spænding på 100-250 volt. Normalt transformeres og vekselrettes spændingen, så anlægget kan tilsluttes det almindelige el-net. Nettilslutning kræver desuden elmåler samt sikringer og afbrydere. Elmåleren registrerer, hvor meget strøm solcelleanlægget producerer og sender ud på nettet. Som almindelig forbruger mærker man ikke hvorfra strømmen kommer, den kommer fortsat fra nettet, og man er altid sikret uanset om det er høj solskin eller overskyet. Det er også muligt at anvende strømmen fra solcelleanlægget direkte med direkte tilslutning til forbrugsinstallationerne. Solcellemoduler monteres typisk på tagflader. De kan også monteres lodret på mure eller på stativ på jorden. Ved anbringelse på tagflader kan modulerne ved anbringelse på stativ orienteres, så der opnås maximal indstråling. Solceller producerer strøm både fra direkte sollys og diffust sollys. Så man kan benytte verdenshjørneorientering fra øst over syd til vest og hældninger fra 25 til 60 uden at miste mere end 10-20% af den maximalt mulige produktion fra solcellerne. Der er med andre ord ret store frihedsgrader med hensyn til placering af solcellemoduler. Et standardmodul er typisk rektangulært og har en størrelse på ca. 1 m2. Under gode forhold kan et modul af denne størrelse levere 80-100 kwh/år til el-nettet. Et solcelleanlæg på 50 m2 vil have en nominel ydeevne på ca. 6 kwp og vil kunne producere 5000 kwh. Økonomiske forhold ved ejerskab og drift af solcelleanlæg Når et solcelleanlæg producerer mere strøm, end der kan bruges i anlægsejerens installation, kører elmåleren populært sagt baglæns. Det kaldes nettomålerordningen. Når elmåleren kører baglæns, sendes der strøm fra solcelleanlægget ud på el-nettet denne strøm repræsenterer en salgsværdi for ejeren af solcelleanlægget.
Nettomålerordningen rummer en række elementer, som er hensigtsmæssige for ejeren af solcelleanlægget. For at kunne benytte nettomålerordningen skal solcelleanlægget være registreret hos Energinet.dk. Ved tilmelding til nettomålerordningen opnår ejeren af solcelleanlægget to afgørende fordele: Den solcellestrøm som bruges af anlægsejeren, er fuld afgiftsfritaget for anlæg under 50 kwp, den er m.a.o. gratis (for anlæg større end 50 kwp betales der en reduceret PSOafgift af forbruget af egenproduceret solcellestrøm, i øvrigt kan der være netafgifter, som skal betales for anlæg større end 50 kwp). Overskudsproduktion kan sendes ud på nettet og bliver afregnet med 60 øre/kwh i de første 10 år fra nettilslutningstidspunktet, derefter 40 øre/kwh de næste 10 år. Efter de to gange 10 år afregnes strømmen til el-markedets spotpris. Når anlægsejeren ansøger Energinet.dk om tilslutning til nettomålerordningen skal han vælge mellem tre forskellige afregningsmodeller, kaldet grupper: Gruppe 2: Timebaseret afregning. Det vil sige, at forskellen mellem produktion og forbrug af strøm opgøres for hver time. Er forskellen efter en time positiv, er der i den pågældende time sendt strøm ud på el-nettet, og anlægsejeren er berettiget til en afregning af den pågældende mængde strøm. I gruppe 2 er det altså muligt at gemme en eventuel overproduktion inden for en time og bruge den inden for den samme time hvis det er muligt. Gruppe 4: Øjeblikkelig afregning. Det vil sige, at differencen mellem produktion og forbrug løbende registreres. Overproduktionen kan ikke gemmes, men sælges i samme øjeblik den er i overskud. Gruppe 6: Årsbaseret afregning. Opgørelsen mellem produktion og forbrug sker en gang pr. år. Det er med andre ord muligt at opspare en mængde strøm i sommerhalvåret for så at bruge af opsparingen i vinterhalvåret. NB: Denne ordning gælder kun for anlæg, der er købt senest den 19. november 2012, anmeldt til Energinet.dk senest den 20. december 2012 og efterfølgende nettilsluttet senest den 31. december 2013. Gruppe 6 er, som det fremgår, ikke længere aktuel for nye anlæg, i øvrigt gjaldt den kun for anlæg på op til 6 kwp til privat formål. Værdien af den el-produktion, man selv kan forbruge inden for samme time, svarer således til de sparede omkostninger ved køb af elektricitet.
Økonomien i solcelleanlæg, der er omfattet den timebaserede nettoordning, er altså i høj grad afhængig af, hvor stor en andel af solcellernes produktion, som time for time falder sammen med el-produktionen fra solcellerne. Da størstedelen af produktionen ligger i sommerhalvåret og i dagtimerne, er det for solcelleanlæg tilsluttet private husholdninger kun muligt at opnå sammenfald mellem produktion og egetforbrug på omkring 30% af tiden set over et helt år. Vær opmærksom på solcellernes placering i forhold til landskabet både hvad angår farver og refleksion. www.solarpartner.dk Eksempel på økonomien i et nyetableret solcelleanlæg En landmandsfamilie med et årligt el-forbrug i privaten på 5000 kwh har et solcelleanlæg, der ligeledes producerer 5000 kwh. Anlægget er tilmeldt nettomålerordningens gruppe 2, dvs. den timebaserede afregning. Familien aftager 30% af produktionen, hvilket er 1500 kwh. Den øvrige produktion (70%) sendes ud på el-nettet og sælges til 0,60 kr./kwh.
De 1500 kwh erstatter strøm, som ellers skulle have været købt, og der skal ikke svares afgift af dem. Ved en strømpris på 2,50 kr./kwh opnås der en besparelse på 3.750 kr. pr. år. Indtægten fra salget af overskudsproduktionen på 3500 kwh er 2.100 kr. Familien får dækket en del af sit strømforbrug (de 1500 kwh) fra solcelleanlægget men må købe resten, nemlig 3500 kwh, hvortil udgiften er 8.750 kr. Hvis familien skulle have købt al strømmen, ville omkostningen have været 12.500 kr. I tabellen nedenfor kan regnskabets nøgletal og den opnåede besparelse på el-omkostningerne ses. Tabel 1. Solcellernes produktion 5000 kwh Værdi, kr. Eget forbrug time for time 1500 kwh 3750 kr. Salg 3500 kwh 2100 kr. Køb 3500 kwh 8750 kr. Familiens samlet udgift til el 5000 kwh 6650 kr. Besparelse på el-indkøb 3500 kwh 5850 kr. Besparelsen skal dække forretning og afdrag på solcelleanlægget. Landmanden må gerne benytte strøm fra solcelleanlægget til erhvervsmæssigt formål eksempelvis til driftsinstallationer i stalden. I så fald vil al strøm antageligt blive brugt på ejendommen. Med en strømpris på køb af strøm til erhvervsmæssigt formål på 0,75 kr./kwh bliver familiens samlede besparelse på indkøb af strøm 6.375 kr. (3.750 kr. + 3500 kwh x 0,75 kr./kwh) altså 525 kr. mere end hvis overskudsstrømmen sælges til el-nettet. Er solceller attraktivt for landmanden? Solcelleanlæg, der skal levere strøm til drift af produktionsapparat, følger de generelle regler for solcelleanlæg. Det vil sige, at eventuel overskudsstrøm der sendes ud på el-nettet afregnes til 60 øre/kwh i de første 10 år efter anlæggets nettilslutning, og 40 øre/kwh i de efterfølgende 10 år. En landmand har mulighed for at etablere solcelleanlæg med langt større produktionskapacitet end det anlæg, der er beskrevet i eksemplet ovenfor. Et stort anlæg vil kunne forsyne såvel husholdningen som en betydelig del af driften med solcellestrøm. Før køb af større solcelleanlæg bør der laves en nøje investeringsberegning og tillige en vurdering af, hvor meget solcellestrøm landmanden selv kan bruge, og hvor meget der skal sælges til el-nettet. Landmanden bør indhente data over timeforbruget af el på ejendommen set over et helt år som
grundlag for vurdering af det potentielle omfang af sammenfald mellem strømproduktion fra solcellerne og strømforbrug på ejendommen. El-leverandøren kan levere time-forbrugsdataene. Solceller i Tyskland I Tyskland har vilkårene for solcelleejere i en årrække været meget attraktive med meget høje støttebaserede afregningssatser ved salg af el-energi til el-nettet. Den høje støtte har skabt et marked for udleje af tagflader til solcellebaseret strømproduktion. Tagflader udlejes til private selskaber, der køber, monterer og driver solcelleanlæg mod betaling for leje til ejeren af tagfladen. Lejekontrakter indgås typisk for en 20-årig periode. Udlejning af tagflader forekommer ofte på landet, hvor det især er driftsbygninger på landbrugsejendomme, der benyttes. Landmændene får en lejeindtægt og evt. også vedligeholdt tagfladen i lejeperioden, som typisk er 20 år. Vi komme næppe til at se et tilsvarende optimistisk marked i Danmark, men landbruget har mange driftsbygninger med store tagflader, hvor det vil være oplagt at placere et fælles solcelleanlæg. Eksempelvis kunne en gruppe af husejere i en nærliggende landsby gå sammen om at lave et fælles solcelleanlæg og leje sig til pladsen på taget hos den lokale landmand. Pr. kw installeret effekt vil et fællesanlæg være billigere end et individuelt anlæg pr. husholdning. Gode råd om solceller Få undersøgt om tagkonstruktionen statisk kan bære et solcelleanlæg. Vælg solceller fra en anerkendt producent. Vælg en montør, du har tillid til. Vælg solceller med lavt tab. Solceller taber ydelse med tiden, eksempelvis 0,6% om året. Få garanti for ydelse, f.eks. 90% efter 12 år. Forlang datablad og dokumentation. Sammen med tilbud bør du få datablad på solceller og inverter samt dokumentation på forventet årlig anlægsproduktion. Tjek solcellemodulets temperaturkoefficient. Ydelse og produktion falder med stigende arbejdstemperatur over 25 grader C. De bedste moduler taber 0,3% pr. grad over 25 grader C, men de ringeste har et tab på 0,8 % pr. grad over de 25 grader. Vær opmærksom på, at sorte solcellemoduler bliver mere varme end moduler med lys baggrund og lyserammer. Undersøg virkningsgraden for solceller og inverter. Virkningsgraden bliver ringere ved stigende temperatur. Sørg for kort afstand mellem solcellemoduler og inverter. Kabellænge mellem solcellemodul og inverter har betydning for tabet. En god kabelinstallation bør ikke give et tab på mere end 1%. Med en dårlig kabelinstallation kan tabet andrage 4% af strømproduktionen. Tag højde for skygge på solcellerne. Som tommelfingerregel skal anlægget være skyggefrit i tidsrummet 9-17 i sommerhalvåret. Undersøg modulernes vægt og om tagkonstruktionen kan bære den ekstra vægt. Kontakt
kommune og forsikringsselskab og hør, om de har indvendinger vedr. placering og montering af solcellemoduler på ejendommen. Endelig skal man undersøge om anlægget opfylder kommunens krav vedrørende solcelleanlæg eksempelvis, at solcellerne ikke reflekterer til gene for naboer og forbipasserende. Vær desuden opmærksom på tagenes garanti. De fleste fabrikanter af tagplader stiller kun 15 års garanti, mens solcelleanlæggene holder i 25-30 år. Det kunne derfor hurtigt vise sig, at tagpladerne under solcellepanelerne skulle udskiftes, før solcellerne når udløbsdato. Det kræver, at solcellerne skal pilles af og genmonteres. Vedligeholdelse af solceller Solceller kræver ikke meget vedligeholdelse. Der er dog enkelte ting man bør være opmærksom på. Over tid vil der naturligt samles snavs på solcellepanelerne, og ofte er det tilstrækkeligt at lade regnen skylle skidtet af. Men på anlæg, der står i kystnære egne, vil der samles saltaflejringer, som bør vaskes af med jævne mellemrum. Snavs på overfladen af solcellepaneler nedsætter anlæggets ydelse og energiproduktion. Blade og deslige bør fjernes fra solcellepanelerne Inverteren har køleribber som med tiden bliver støvede. Med jævne mellemrum bør støvet fjernes for at skabe bedre køling af inverteren. Inverteren har typisk en levetid på 10-20 år. Udformning Solceller kan virke som fremmedelementer, hvis de ikke tilpasses bygningerne med omhu. Det er en god idé at overveje anlæggets proportioner og farver, så de ikke forringer bygningernes arkitektoniske kvalitet og skæmmer i landskabet. Ved fx at samle solcellerne i én regulær præcis flade, vil anlægget fremstå som en del af tagfladen og dermed give en mere rolig oplevelse af det samlede bygningsanlæg.
Solceller etableret på tiloversbleven lade. Anlægget har en præcis udformning og proportioner, der passer til den eksisterende bygning og taget. Foto: VFL Solceller etableret på bolig i et byområde. Her fremstår solcellerne mere uroligt. Foto: VFL Påbygget eksisterende tagflade på landbrugsejendom. Foto: VFL Integreret som en del af konstruktionen og arkitekturen. Foto: Andree Kaiser/Caro Anlæg placeret på jorden Et alternativ til store solcelleanlæg på taget kunne i stedet være anlæg på jorden. Her er det også vigtigt, at man tænker over dets udformning og placering, så det ikke fremstår skæmmende og reflekterende i landskabet og ikke er til gene for naboer. Referencer Reduktion af landbrugets klimapåvirkninger CO2-reducerende tiltag på landbrugsbygninger. H. Frederiksen, 2009. VFL 12 sider.
www.energitjenesten.dk www.teknologisk.dk www.solcellepriser.dk www.ens.dk Dokumentet er udarbejdet i samarbejde med Jørgen Pedersen, Agrotech.