Dags för nya solelsinstallationer

Solpaneler på tak och fasader håller sakta men säkert på att bli en vanligare syn. Pådrivande i utvecklingen av ny solenergiteknik är ökade energikrav. Utöver nya tekniker för solel och -värme prövas också kombinationstekniker som gör allt på en gång.

Nyligen fick företaget NLab Solar nytt stöd från Energimyndigheten för att bygga Sveriges första pilotfabrik för färgsensiterade solceller, DSC. Företaget, som är ett dotterbolag till materialutvecklingsbolaget Nanologica, arbetar sedan tre år tillbaka med att göra verklighet av solceller som liknar de omtalade Grätzelsolcellerna. Grätzelcellen presenterades av forskaren Michaël Grätzel vid teknikuniversitetet EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) i Schweiz år 1991. Många anser att Grätzelcellen är den mest lovande solcellstekniken på sikt, eftersom den är enkel och billig att tillverka och beståndsdelarna är relativt ofarliga för miljön. Men det finns problem kvar att lösa när det gäller stabiliteten, och verkningsgraden är fortfarande låg – runt 10 procent.

Som växters fotosyntes
– Världsrekordet som har satts av företaget Sharp i Japan och Michaël Grätzel ligger på 11 procents effektivitet, säger Anders Hagfeldt, professor i fysikalisk kemi vid Ångströmslaboratoriet i Uppsala som arbetar med att utveckla Grätzelcellen. De solceller som NLab Solar snart ska producera industriellt bygger på samma grundidé som Grätzelcellen. Solcellerna efterliknar växters fotosyntes och ingår i den kategori som kallas för tredje generationens celler, för att de bygger på naturlig kemi. NLab Solar har också specialiserat sig på att utveckla genomskinliga solceller som kan placeras på fasader och fönster. De går också att få i olika kulörer, vilket kan bli eftertraktat i länder med mycket sol där cellerna kan ersätta olika sorters solfilm. Målet är att en kvadratmeter solcellsyta ska försörja en kvadratmeter kontorsyta med el. DSC är också en av de olika sorters solceller som brukar kallas för tunnfilmsolceller. Den gemensamma nämnaren är att solcellerna tillverkas i tunna skikt, mindre än tre mikrometer, som ger solcellerna deras specifika egenskaper. Till tunnfilmsolcellerna hör även den så kallade cigs-solcellen där det solinfångande skiktet består av koppar, indium, gallium och diselenid som förångats på en glasplatta. En vanlig plats för att installera cigs-solceller är på hustak.

Samma solpanel
Eftersom verkningsgraden för cigs-celler är relativt hög tillverkas de redan kommersiellt på flera håll i världen. Forskare vid Ångström Solar Center har uppnått 16,6 procent och amerikanska statliga laboratoriet för förnybar energi, NREL, 19,5 procent för mindre ytor. För solceller som produceras i stor skala är verkningsgraden något lägre. Det kan jämföras med de traditionella kiselsolcellerna där de bästa sägs ha uppnått verkningsgrader på mellan 40 och 50 procent. Fast de flesta solceller på marknaden ligger fortfarande runt 20 procent.
Ett annat sätt att ta vara på soles energirika strålar är att göra som bland andra företagen Absilocon och Solarus: att producera el, värme och kyla med hjälp av en och samma solpanel.
– Att producera både värme och el i samma modul har blivit lite av en revolution i branschen där yta ibland är en bristvara. Plötsligt räcker inte taket på shoppingcentret eller idrottsanläggningen till. Men om man får en sammanlagd energieffektivitet för el och värme på 50 procent så räcker taket till igen, säger Stefan Larsson, teknik- och utvecklingschef på Solarus.
Solarus moduler konstrueras av ett kompositmaterial som gör att solfångarna tål höga temperaturer. Kompositmaterialet är återvunnet av bland annat flygplansvingar, vilket hjälper till att hålla priset lågt. Solpanelerna kan också användas för att driva kylmaskiner, för den som vill ha hjälp av solen med kylning.
Testanläggningar för tekniken finns nu i bland annat USA och Thailand, och under året planerar Solarus att bygga en prototypfabrik i Sverige som ska producera 40 megawatt solpanel per år.

Marie Granmar, Energi & Miljö nr  2 2011 sid 42 – 43

• FAKTA Färgsensiterade solceller, DSC, och Grätzelceller
  Efterliknar i sin grundkonstruktion växters fotosyntes och består i stora drag av en elektrolyt mellan två glasskivor. Elektrolyten innehåller nanometerstora kristaller av titandioxid som täcks med ett lager färgämnesmolekyler som kan absorbera solljus. När det sker skapas en elektrisk spänning i cellen som kan tas ut som el, som ur ett batteri. På så vis härmar solcellen klorofyllets funktion i den naturliga fotosyntesen, där de gröna bladen fångar upp solljus som omvandlas till energi.

• FAKTA Ny standard på väg
  Under början av året kommer de europeiska standardiseringsinstituten CEN och Cenelec ta ställning till förslag om utveckling av nuvarande standarder för byggnadsintegrerade solceller, BIPV. Tills det är klart finns en handledning med best-practise vad gäller brandsäkerhet, uthållighet, funktion samt råd för stadsdelsplanering i Elforsk rapport 10:41 från juni 2010. 

• FAKTA Solvärme från takpannorna
  Forskare på KTH i Stockholm har utvecklat ett nytt koncept för solvärme i småhus. Deras idé är att solvärmen skapas med hjälp av takpannor i glas. Under glaspannorna placeras en svart väv som fångar upp värmen, så att luften mellan väven och innertaket värms upp. Den varma luften får ett högre tryck än den kallare luften inne i huset, vilket ger en automatisk cirkulation. Forskarna tänker sig också att värme under sommaren ska kunna ledas ner i jorden och sparas till vintern. Det förutsätter att man har bergvärme.