Solenergi nu og i fremtiden

Solen kan på en god sommerdag skabe mere energi, end vi som mennesker kan bruge på flere år. Vi dykker ned i emnet ‘solenergi’ og spørger to eksperter om, hvordan man med stor fordel for både pengepungen og klimaet kan gøre brug af solens stråler i boligen.

Vi har været i dialog med Kurt Mikkelsen, Professor ved Kemisk Institut på Københavns Universitet og Sune Thorsteinsson, Projektleder ved Institut for Fotonik på Danmarks Tekniske Universitet, der har givet os et fagligt indblik i fordele ved solenergi. Derudover har forskerne givet os lov til at kigge med i krystalkuglen, hvor der spås om en fremtid med mere fleksible og betydningsfulde solceller.

Kortlægning af solenergi

Når vi taler solenergi i Danmark, er det mest med tanke på solceller og solvarme. Men hvordan fungerer det – og hvad er forskellen? Vi starter med at kortlægge de to mest almindelige typer for solenergi – og bliver en smule tekniske.

I solcellernes univers

Solceller er fremadstormende og ses i det danske landskab i form af solcelleparker og solpaneler på tagene. Et solcelleanlæg forsyner som hovedregel ens hjem med energi, når solens stråler rammer anlæggets typisk 30-80 solcellemoduler.

Vi ser nærmere på de forskellige solcelletyper her:

  • En monokrystallinsk solcelle består af ét siliciumkrystal. Silicium er et grundstof, som er tilsat små mængder af fosfor. Denne type af solceller er som standard sorte med en ensartet overflade og har runde hjørner.
  • Polykrystallinske solceller indeholder flere siliciumkrystaller og har ofte et blåligt skær, der gør solcellerne ‘levende’ at se på.
  • Tyndfilmssolceller – også kaldet amorfe solceller – adskiller sig fra de to andre solcelletyper ved at være baseret på såkaldt amorft silicium.
  • Solcelletagsten – også kaldet integreret solceller – producerer, som solcelleanlægget, jævnstrøm fra solen. Det sker ved, at energien føres ned til en boks, hvor den omdannes til vekselstrøm og lagres i en batteribank.

Et solcelleanlæg på 6 kWh, monteret på en privat bolig fylder normalvis mellem 15 og 40 m2, og starter ved priser på omkring 45-50.000 kroner.

Hvad med solvarme?

Hvor solceller producerer kilowatt og derfor elektricitet, producerer solvarme direkte varme til boligen. Solvarmeanlæg ses i form af paneler, der er til forveksling ligner solceller, men fungerer på en markant anderledes måde. For inde i panelerne løber en frostfri væske, der ved varme fra solen bliver opvarmet. Den varme væske bliver derfra brugt til opvarmning af varmtvandsbeholderen og varmer derigennem brugsvandet til husets radiatorer op.

Der findes to forskellige former for solvarmeanlæg: Plansolfangeranlæg og rørsolfangeranlæg.

  • Et plansolfangeranlæg betragtes som den mest simple solvarmeanlægstype. Her optager en metalplade varmen fra solen, og afgiver varmen til den frostfrie væske, der løber i rør ved pladens overflade.
  • En rørsolfanger består af en række separate absorbere, som er placeret i forskellige glasrør, der opvarmer den frostfrie væske. I og med, at absorberne er fordelt i forskellige rør, er rørsolfangeren lettere at vedligeholde, da man kan nøjes med at skifte de enkelte glasrør
Hvis du bruger et solvarmeanlæg, kan du om sommeren trygt slukke for dit varmeanlæg og stadig have varmt vand i hanen.

Hvad er fordelene ved anvendelse af solenergi?

Der er ifølge Sune Thorsteinsson mange store fordele ved at gøre brug af solens energiudskilning. Han understreger dog, at udvinding af solenergi snarere skal forstås som en høst end en udvinding:

“Jeg vil ikke kalde det udvinding men snarere anvendelse eller ‘høst’ af solenergi. Anvendelse af solenergi er vigtigt, dels fordi solen er den største energiressource, vi har på jorden. Vi kan høste solenergien direkte via eksempelvis solceller, men også indirekte via de elementer, som solen påvirker i form af vind, og afbrænding af biomasse dannet ved fotosyntese,” siger Sune Thorsteinsson.

Varme og sollys giver os altså energi på flere måder, end man som så tænker over. Biobrændsler og vindenergi kan nemlig begge betragtes som indirekte energikilder, da startskuddet for deres energiproduktion findes i solen.

Er der nogle måder, der er bedre at anvende solenergi på end andre?

Der er mange, både direkte og indirekte, måder hvorpå vi anvender solen som energikilde. Men hvilken metode er bedst? Ifølge Sune Thorsteinsson er der flere ting, man skal tage højde for, inden man kan besvare dette:

Kigger vi på de direkte måder, er det hovedsageligt solvarme og solceller. Solvarme laver varme og solceller laver strøm. Derudover er der en anvendelsesform kaldet Concentrated Solar Power, hvor spejle reflekterer sollyset tilbage i et punkt, hvorved varmen bruges til at drive en turbine. Disse anlæg har ikke opnået den store udbredelse, sandsynligvis pga. prisen på solcellepaneler er faldet så drastisk.

– Sune Thorsteinsson

Kan det betale sig at opføre solcelleparker i Danmark?

Det er de fleste med bopæl i Danmark bekendt, at vi får knap så meget sol som andre, mere sydlige lande. I Danmark er vi kendte for vores vindmølleparker, som umiddelbart syner at passe lige ind i det klima, vi har i Norden, men det betyder ikke, at solcellerne er dømt ude.

“Den seneste tid er det bestemt blevet påvist, at solcelleparker er særdeles brugbare som vedvarende energikilde, selv for os i et land som Danmark med begrænset sol. Grunden til at solceller stadig er en effektiv måde at skabe energi på, er at den komplimenterer vindenergien rigtig godt. Derudover bliver produktionen af solceller billigere, så det er lettere at komme i gang med at anvende solenergi,” siger Sune Thorsteinsson.

Er det en fordel at have solceller monteret i hjemmet?

Der er gode fordele ved at have solcellepaneler monteret i hjemmet. Hvis man er selvforsynende med egne solceller, er man ikke afhængig af el-nettet. Dette kan være en fordel i forhold til belastning af nettet. Samtidig vil det prismæssigt være billigere pr. watt at producere strømmen gennem større solcelleanlæg.

Solceller i dag har en effektivitet på omkring 20 procent.

Rent æstetisk er det naturligvis også en vurderingssag. Der er dog kommet en række mere æstetiske løsninger til etableringen af solceller i de private hjem, hvilket blandt andet indebærer bygningsintegrerede solceller – eller solcelletag, som de også kaldes. Dette spår projektleder Sune Thorsteinsson også bliver en mere udbredt renoveringstype for den almene husejer i den nærmeste fremtid, da det bliver et lukrativt tilvalg, når taget alligevel skal renoveres.

Hvordan er muligheden for lagring af solenergi?

På nuværende tidspunkt er der ikke stor forskel på lagring af solenergi og hvilken som helst anden form for strøm. Det vil sige, at strøm fra solceller kan oplagres i større batterier i forbindelse med overproduktion.

“Mulighederne for lagring af solenergi er som alle andre former for strøm. I den forbindelse kan husstandsbatterier
betale sig økonomisk, hvis det er kombineret med et solcelleanlæg. Derudover bruger man overskudsstrømmen til P2X,” fortæller Sune Thorsteinsson.

P2X står for Power to X, hvori X er en variabel for det slutprodukt, man producerer. Det vil altså sige, at man omdanner overskudsstrømmen til gas eller væske. Herfra kan det igen gennem forskellige teknologier udvindes på ny.

Det koster typisk mellem 200-300.000 kroner, at udskifte et almindeligt tag og etablere et nyt. Hvor et solcelletag koster 275.000-400.000 kroner at etablere. Til gengæld betaler det sig selv hjem på sigt, og gør boligen selvforsynende med strøm.

Hvilken rolle spiller solenergi i fremtiden?

Der hersker ikke nogen tvivl om, at solceller er et fremadstormende grønt initiativ, der er kommet for at blive. Solceller bliver gradvist mere udbredt, og det peger kun på en fremtid, hvor solceller fylder en større del af landskabet verden over.

“Vi kommer uden tvivl til at se en udbygning af solceller på markarealer, flydende solcelleparker, samt kombinationer af landbrug og solceller. Derudover er der stor tiltro til bygningsintegrerede solceller, der arkitektonisk kan indpasses i byggerier,” siger Sune Thorsteinsson.

Et kig i krystalkuglen

Solen producerer enorme mængder af energi, som vi på jorden kan anvende. Men hvordan kommer det til at foregå i fremtiden – og i hvilken retning udvikler solceller sig? Kurt Mikkelsen, forsker i muligheder med solenergi i fremtiden, fortæller:

“Først og fremmest kigger vi meget på fleksibiliteten af nutidens solceller. De solceller man har i dag, er ofte indkapslet i et fast glaslignende materiale, hvilket gør, at de ikke er særlig fleksible. Det betyder også, at man ikke bare kan trille dem ud over sit tag eller i haven, men derimod er nødsaget til at have dem fastmonteret.

Det vi undersøger er, hvordan man kan gøre solceller nogenlunde fri for denne indkapsling. Derudover vil solcellerne både blive billigere at producere, hvis man fjerner glasset, samt bedre til at optage energien – så det er noget, der er flere fordele ved.”

– Kurt Mikkelsen

Derudover påpeger Kurt Mikkelsen også, at det vil blive en mindre CO2-tung affære at producere disse nye, fleksible solcellepaneler. Lige nu bliver solceller blandt andet produceret billigt i et land som Kina, hvor produktionen af solcellepanelerne faktisk udleder store dele af CO2.

Lagring af solenergi skal optimeres

Udover fleksibiliteten af solcellerne, kigger man på, hvordan man kan optimere lagringen af solenergi. Man kan nemlig optimere lagringen af solenergi, ved at kigge på det molekylære solvarmebatteri. Det forklarer Kurt Mikkelsen og han fortsætter:

“Ved molekylære solvarmebatterier anvendes fotoaktive molekyler, der er i stand til at absorbere fotoner fra solen. Herfra forekommer der en teknisk omdannelsesproces – der betragtes som en lukket energicyklus. Dette er meget teknisk, men giver en stor fordel i forhold til eksempelvis afbrænding, da det udover energi også frigiver en masse CO2.”

Og KU-forskeren er slet ikke i tvivl om, at solceller også er en stor del af fremtiden i et land som Danmark.

“Der er også en stor fremtid for solenergi, selv i et land som Danmark. Solceller behøver ikke nødvendigvis være direkte eksponeret for sollys. Selv gennem et skyoverdække kan solceller producere energi”

–Kurt Mikkelsen

Der er altså flere måde at gøre brug af solen til at skabe energi og varme i de private hjem. Hvis du er interesseret i at læse en mere dybdegående og teknisk beskrivelse af solceller og solvarme, kan du gøre det her: Alt om solvarme og solceller.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *