Vanliga frågor om solceller och solenergi

På två timmar tar jorden emot lika mycket energi från solen som hela världens befolkning använder under ett år. Det är alltså bara våra möjligheter att fånga den energin på ett hållbart sätt som sätter gränser för hur mycket solenergi vi kan använda. Dessutom skiner solen alltid någonstans på jorden, så det är en ständig källa till energi. I dag används solceller på tok för lite. Mindre än 1 procent av vår energi kommer ifrån solen. Det är därför vi behöver fånga och använda mer solenergi, Naturskyddsföreningen vill se en solrevolution!  

Solceller består av ett tunt halvledarmaterial, oftast kisel, som gör att de kan fånga solens energi och omvandla den till el. När solen lyser på solcellen uppstår en elektrisk spänning mellan dess fram- och baksida. Om fram- och baksidan kopplas samman med en elkabel börjar elektroner röra sig från den ena sidan till den andra och en elektrisk ström har skapats.  

Här kan du läsa mer om hur solceller fungerar.  

Vi favoriserar inte. Vi tror på möjligheten att bygga ett 100 procent förnybart och långsiktigt hållbart energisystem fritt från kärnkraft och fossila bränslen. I detta energisystem spelar solenergin en viktig roll. Solceller är ett av de mest skonsamma sätten att producera el för miljön. Vi har många problem på vårt stackars klot – och det gäller att inte skapa nya när vi löser de gamla. Men klimatkrisen är just nu ett av de mest akuta och där har solelen en viktig roll att spela i att ersätta fossila bränslen, framför allt på global nivå. 

Sverige är kanske inte det bästa landet i världen för solceller. Men det är tillräckligt bra för att vi ska kunna ha mycket mer el från solen. Södra Sverige har lika mycket solinstrålning som norra halvan av Tyskland, världens solcellstätaste land. Och Danmark, som ligger på samma breddgrad med mindre yta än södra Sverige, har sju gånger så mycket solceller per person som vi har. Så nog ger solceller el även i Sverige, som en tumregel ungefär mellan 800 och 1100 kWh per installerad kW och år för den som gillar siffror. Om alla lämpliga tak i Sverige skulle användas för att producera solel så skulle vi tillsammans kunna producera omkring 40 TWh, det vill säga ungefär en tredjedel av den el vi använder idag.   

Ja, ur denna synvinkel skulle ett system baserat på enbart solkraft knappast vara en bra idé i Sverige. Men faktum är att inget kraftslag ensamt kan lösa våra energiproblem, varken i Sverige eller globalt. Frågan är därför inte om solel är det optimala elproduktionsslaget för svenska förhållanden, utan vilket bidrag det kan ge till energisystemet och hur detta system, sammantaget, kan fungera så bra som möjligt. Bland annat kan solceller ge ett värdefullt bidrag under högtryck på somrarna när vinden är svag, kraftvärmeverk inte är igång för fjärrvärmebehovet är litet och nuvarande kärnkraftverk är avställda för underhåll. Dessutom skulle solvärme, kombinerat med säsongslager, kunna ge värme året om och minska behovet för biobränslen.

Det är klart att det är lättast att sätta upp solceller för den som har ett eget tak att bestämma över, men det går förstås även att påverka andra. Om du bor i en bostadsrättsförening kan du prata med styrelsen eller lägga en motion på en årsstämma om att föreningen borde satsa på solenergi. Det går också att kontakta hyresvärden eller kommunen om att de borde sätta upp solceller. Här hittar du våra samlade tips om solceller.

Ja, för att solkraft är ett bra komplement till andra tekniker vi redan har mycket av. Medan vindkraften ger mer el på vintern men kan stå still på soliga dagar med högtryck, så ger solceller mer på sommaren och mest under soliga högtryck. Även om solceller ger mindre el på vintern, så ger de (utom vid midvinter längst i norr) el också då. Så bara för att det är kortare dagar och solen står lägre så slutar inte solcellerna att producera el, även om det är mindre än på sommaren.  Faktum är att den extra reflektionen från snön och kylan ökar solcellens verkningsgrad. Dessutom så har vi i samhället ett större behov av el mitt på dagen. Så även under våren, sommaren och hösten, när effektbehovet generellt är lägre, kan solcellernas produktion mitt på dagen passa bra. Ett tillskott av solenergi skulle troligtvis sänka elpriserna mitt på dagen, vilket skulle vara bra för den elintensiva industrin. Dessutom är det möjligt att lagra värmen från solvärme, exempelvis i vattenfyllda bergrum, så att det kan användas även på vintern.

Solceller är en relativt ny teknik och kostnaden har minskat snabbt de senaste tio åren. Det har tidigare både varit dyrt och ibland onödigt krångligt att investera i solceller. De senaste åren har politiska förändringar medfört att regelverk ändrats och stödsystem införts som gjort det enklare och mer lönsamt med solel. Därför ser vi att det nu är perfekt läge för solrevolutionen att dra igång på riktigt. 

Det beror helt på vilka andra energikällor du jämför med. Jämfört med ny fossil energi är solenergi på flera ställen i världen betydligt billigare och priserna fortsätter sjunka. För den aktör som vill bygga storskalig förnybar elproduktion att sälja till andra är det i dag billigare att bygga vindkraft jämfört med solkraft (även om kostnaderna förändras snabbt också här). För dig som köper el för att använda själv är ekonomin däremot annorlunda. På all el som du köper betalar du nämligen skatt, moms och elnätsavgift. Om du börjar producera egen el till dig själv så slipper du att betala dessa avgifter. Detta gör det lönsamt för många att investera i solceller. Återbetalningstiden för en privat solcellsanläggning har varit omkring 14 år, med ökade elpriser blir det kortare.

I dag kostar solceller ungefär 18 000 kr/kW (kronor per kilowatt). En normalstor anläggning för ett hushåll är på 5 kW och kostar då strax under 100 000 kronor. Genom stöd kan investeringskostnaden minska med upp till 20 procent. Solcellerna tar då upp ungefär 30-40 kvadratmeter och under ett år producerar de omkring 5000 kWh (såklart beroende på hur väl solcellen har placerats i förhållande till solen). Det kan jämföras med att boende i en villa använder omkring 5000 kWh hushållsel varje år. Boende i lägenhet använder i snitt omkring 2000 kWh el varje år. Solen kan också ge värme till en byggnad, via solfångare eller om solceller hjälper till att driva en värmepump.

Det är sant att det är ganska dyrt att investera i solceller vid investeringstillfället även om det är lönsamt på sikt eftersom den vanliga elräkningen blir lägre. För att solrevolutionen ska ske behöver inte alla själva investera i solceller, det går också att påverka andra att göra investeringen. Använd gärna vår motion för att påverka din bostadsrättsförening eller våra tips för att påverka andra aktörer. 

En utmaning med förnybara energikällor som sol och vind är att de är variabla. Med andra ord: de ger bara el när det blåser eller solen skiner. En mix av olika förnybara energikällor är därför att föredra eftersom det innebär en stabilare produktion. Sol och vind balanserar varandra ganska bra både över året och över dygnet. Hur? Jo, Det blåser nämligen mer när solen inte skiner, till exempel på natten och på vintern. Exakt hur den optimala mixen ser ut just för det svenska elsystemet kommer att visa sig med tiden då priserna på elmarknaden är det som framför allt styr utbyggnaden. Här kan du inspireras av fyra möjliga framtider i Energimyndighetens framtidsscenarier.  

Det är inte en fråga om att bygga solceller antingen i Sahara eller i Sverige. Vi tycker att man kan bygga solceller på många ställen och det byggs också mycket solkraft i andra länder. För oss i Sverige är det ändå här hemma som vi har mest möjlighet att påverka. Vi kan bidra till den klimatvänliga solrevolutionen genom att sätta upp solceller och utveckla teknik för smart och flexibel styrning av elsystem, något som kommer behövas i hela världen i framtiden.

Kolkraften i Tyskland har minskat kraftigt pga EUs handel med utsläppsrätter (ETS) och utbyggnaden av förnybar energi. Minskningen skedde först när utsläppsrätterna började bli dyra de senaste få åren, därför fanns kolkraft kvar i stor utsträckning när förnybart började byggas ut. I EU som helhet har förnybart framför allt ersatt kolkraft, med en svag uppgång för gas fram till 2019, men 2019-2021 minskade även gaskraften rejält. Dessutom har exporten till andra länder ökat – i statistiken ser det då ut som att de ökande utsläppen hör till Tyskland trots att elen används i andra länder. Som en effekt av kriget i Ukraina och minskade gasleveranser från Ryssland så har Tyskland dessvärre beslutat att tillfälligt starta några stängda kolkraftverk igen.

Det finns olika siffror på det. Främst beroende på att det varierar mellan olika tekniker, vilka antaganden som görs om var solcellerna produceras och hur man allokerar (fördelar) utsläpp på olika delar av en produktionskedja. Men även antaganden om solcellens livslängd och produktion spelar stor roll när utsläppen ska fördelas per kWh. Under 2016 uppskattades de genomsnittliga utsläppen för solceller variera mellan 20 och 25 g CO2/kWh, baserat på en tillverkning i Kina och något högre solinstrålning än Sveriges. Vid en omräkning för Sveriges solinstrålning varierar utsläppen mellan 28 g och 35 g CO2/kWh.  

I jämförelse är detta bra mycket lägre än för de fossila energislagen, som genererar ungefär 500 till 1 000 g CO2/kWh.  Det beror på att tillverkningen av solceller är ganska energikrävande och att de idag ofta tillverkas på platser med mycket kolkraft i energimixen, som i Kina och Tyskland. Det finns dock bättre alternativ på marknaden och eftersom större delen av utsläppen är indirekta har solceller potential att få mycket låga utsläpp i framtida energisystem eller vid produktion exempelvis i Sverige.  

Om du vill fördjupa dig ännu mer om det här kan du läsa vidare här. 

Det är en gammal myt som inte stämmer alls längre. Energiåterbetalningstiden, det vill säga den tid det tar för solcellen att tjäna in den energi som gått åt under tillverkningsfasen, varierar oftast idag mellan 1 till omkring 4 år. Detta för moduler som kadmiumtellurid, CIGS, amorft kisel, multikristallint kisel och monokristallint kisel. Där kadmiumtellurid har lägst energiåterbetalningstid och monokristallint kisel har högst. Deras livslängd uppskattas oftast vara runt 30 år. 

Jadå, ytbehovet är nog det minsta problemet – teoretiskt skulle inte mer än ett par procent av Saharas ökenyta, eller 20 kvadratmeter per person, behövas för att täcka hela världens elbehov. En stor fördel är att solceller kan byggnadsintegreras, vilket gör att ingen extra yta tas i anspråk – solcellerna kan anläggas på redan existerande byggnader till exempel. Riktig byggnadsintegration där solcellerna ersätter annat byggmaterial, exempelvis i tak, skulle dessutom innebära att materialåtgången minskas samtidigt som det ser snyggare ut. Win-win-win, med andra ord. 

Det beror på vilka solceller. Å ena sidan finns tunnfilmssolceller. De kräver mindre energi i tillverkningen och mindre resurser totalt sett. Men samtidigt innehåller tunnfilmssolceller i många fall sällsynta eller rent av miljöfarliga material som sällsynta jordartsmetaller och tungmetaller. Å andra sidan har vi kiselsolceller som är mer energikrävande att tillverka och kräver mer resurser totalt, men som baseras på kisel – ett av jordens vanligaste ämnen. 

Många av de farliga metallerna och materialen i solcellerna går till stor del att återvinna efter solcellens användningsfas. Världens första avfallshanteringsprogram för alla typer av solceller uppnådde år 2016 en återvinningsgrad på 96 procent för kiselbaserade solceller. Däremot kan solcellernas farliga ämnen ge en negativ inverkan vid oförutsedda händelser. Såsom konsekvenserna av en eldsvåda där solceller innehållandes giftiga ämnen är inblandade. Om kadmium sprids till luften vid förbränning kan det i sin tur tas upp av grödor, se statistik på naturvårdsverket.se. 

De båda solcellsmodellerna har sina fördelar och nackdelar. En tunnfilmsmodul som är producerad med en kolbaserad elmix kan uppnå sämre prestanda än en kiselsolcell. Kiselsolceller kan vara en bra lösning för storskalig uppskalning av tekniken. Samtidigt kan tunnfilmssolceller vara bra i många tillämpningar och för att sänka de totala materialbehoven. Det gäller dock att vara vaksam på vilka material som används. Även om det till exempel visats att kadmiumsolceller ger upphov till väldigt små utsläpp av kadmium under sin livscykel, även vid extrema förhållanden som brand m.m., är det ju önskvärt att forskningen går mot mer ofarliga och mindre sällsynta material. Och det gäller att ha ett falköga på nya tekniker som dyker upp – som nanoteknik till exempel – så att det säkerställs att inga farliga kemikalier slipper ut ur tillverkningen eller läcker från produkterna.  

För att säkerställa långsiktig hållbarhet på riktigt måste tekniken gå mot att använda ofarliga material och mot att se till att så stor del av produkterna som möjligt kan återvinnas. 

Ja, med fortsatt teknisk utveckling kan materialen räcka. Utveckling som skulle göra omställningen lättare är exempelvis ytterligare minskad materialanvändning i tunnfilmssolceller eller minskad användning av silver i kiselsolceller. Att komplettera dagens solcellstekniker med ytterligare varianter som använder andra material är såklart också en möjlig utveckling. 

Här blir det lite klurigt. När det är viktigt att snabbt sänka utsläppen kan man ju fundera på hur mycket utsläpp som själva övergången leder till. Samtidigt är ju solceller en del av den globala lösningen som är helt nödvändig för att ersätta fossila bränslen. Att stora delar av utsläppen är indirekta betyder att solceller har potential att tillverkas väldigt utsläppssnålt i framtiden. Och eftersom större delen av en solpanel kan återvinnas blir ju utsläppen i nästa generation solceller ännu mindre. Så även om de första solcellerna produceras med fossil energi är det kanske ett nödvändigt ont för att snabbt ställa om till förnybar energi. 

Allt som tillverkas kräver naturligtvis resurser, som i sin tur leder till miljöpåverkan och utsläpp från gruvdrift och tillverkning. Det finns med andra ord inget egenintresse i att tillverka stora mängder solceller. Men nu är ju energi något vi behöver – och solcellerna kan ersätta betydligt sämre alternativ som fossila bränslen och kärnkraft. Och när solcellerna väl är byggda är ”bränslet” gratis och förnybart. Återvinning gör att nästa generation kan klara sig med mindre material. Så ur systemsynpunkt är solceller en bra investering för klotet om vi förutsätter att vi vill fortsätta använda el. 

Vi tycker den här frågan, som ofta dyker upp, är felformulerad. Ett framtida elsystem kan se ut på många olika sätt. Frågan borde istället lyda: går det att lösa effektbalansen i ett framtida Sverige baserat på 100 procent förnybart med en betydande mängd solel? Och vi är övertygade om att det är möjligt. Det finns idag många analyser som bygger på en storskalig övergång till elfordon för att klara klimatutmaningen. Vind och solceller kommer att kunna producera mycket el tidvis och i kombination med den lagring som bilbatterierna möjliggör blir det en spännande resurs. På Chalmers forskas det nu mycket på variationshantering, och resultaten visar att det inte är en lösning utan många kompletterande lösningar som är det mest kostnadseffektiva.  

En kall februarimorgon kommer elen troligtvis från en kombination av vattenkraft, biokraft, vindkraft och lagrad energi från föregående dag. Därtill finns troligtvis möjlighet att importera el från andra länder och kanske överskott av vätgas hos industrin som kan säljas för att göra el. Dessutom har vi troligtvis energieffektiviserat bort en del av elbehovet under vintern och ökat möjligheten att minska elanvändningen automatiskt hemma hos många utan att det märks.  

Det internationella energiorganet IEA (International Energy Agency) har konstaterat att minst 45 procent variabel kraftproduktion är möjlig i alla upptänkliga elsystem idag; alltså även i system utan samma tillgång till naturlig reglerkraft som Sverige har genom vattenkraften. Idag är bara drygt 17 procent variabel el i Sverige (2021, på årsbasis). Det borde med andra ord inte vara något som helst problem med att få plats med en hel del mer solel i det svenska elsystemet. Detta har även bekräftats av en modelleringsstudie från Chalmers.

 
Läs gärna Naturskyddsföreningens rapport om framtidens förnybara energisystem.