Ladda med solceller

solar1

När man diskuterar elbilar brukar ofta ämnet laddning med solceller dyka upp. Skulle det vara bra att täcka bilen med solceller så den kan ladda sig själv i solljus? Problemet med det är dels bilarnas små areor -alldeles för lite utrymme för tillräckligt många solceller- och att då måste bilen stå ute i solen och koka. Du kan inte parkera i skugga eller parkeringshus.

– Mycket bättre att ha solcellerna på garagetaket! brukar jag då säga.

– Men då kan man bara ladda bilen på dan, och då är jag ju inte hemma! brukar motargumentet då oftast lyda. Fast då har man inte riktigt förstått hur elsystemet fungerar.

I bilden ovan är bilen ansluten direkt till solpanelerna. Det är oftast så folk föreställer sig sol-laddning av elbilar. Det brukar finnas ett antal kontrollenheter mellan solpanelen och bilen men de är inte inritade för enkelhetens skull.

Men om bilen inte står hemma utan längre bort? Till exempel på jobbet?

solar2

Ja då måste man dra riktigt långa ledningar fram till bilen! Och det är just det elnätet är. I teorin skulle du kunna hyra en sladd från elbolaget och ha din alldeles egen kabel från solpanelen ända bort till din bil på jobbet. (Plus ett antal transformatorer, växelriktare med mera som inte är med i bilden.) Det skulle dock bli ohyggligt dyrt, och kaos om alla gjorde så.

Du kan istället ansluta din solpanel till allmänna elnätet och leverera el till den. Någon annanstans i elnätet ansluter du din bil och drar lika mycket ström från elnätet som dina solceller levererar. Du kommer inte få exakt samma elektroner som dina solpaneler genererade men i det stora kommer du fortfarande ha överfört energin från din solpanel till din bil. Ungefär som telefonnätet inte heller består av separata telefonledningar till dina bekanta utan alla samsas på samma ledningar.

Din bil behöver alltså inte vara direktansluten till solpanelen, du kan dra hur lång ledning som helst mellan dem – och elnätet är just långa ledningar som delas av många användare. Så länge du pytsar i lika mycket el från solpanelerna som din bil drar när den laddas på jobbet kan du lika gärna ha solpanelen hemma på garagetaket och bilen på jobbet och ladda. Eller så behöver solpanelen inte ens vara hemma på garagetaket, den kan lika gärna stå nån helt annanstans – som i en kooperativ solcellsanläggning du är delägare i.

– Men om jag inte kan ladda bilen dagtid på jobbet då? Bara hemma på natten?

Problemet med el är att all el som genereras måste omedelbart förbrukas. Det måste i varje ögonblick vara balans mellan hur mycket el som matas in i elnätet och hur mycket el som används. Fast du skulle kunna skaffa ett jättestort batteri som du laddar med elen på dagtid, och sen när du kommer hem på kvällen ladda bilen med den lagrade elen. Det blir som de där powerbanken som finns till mobiltelefoner, fast oerhört mycket större. Och oerhört mycket dyrare.

solar6

Den Powerwall som Tesla Motors säljer skulle inte duga för uppgiften, för den är på endast 10 kWh. En elbil brukar förbruka mer än så på en dag, så du skulle behöva skaffa flera stycken av dem för att täcka behovet. Det blir dyrt.

Finns det ingen billigare lösning? Jo, i Sverige finns det faktiskt! Betrakta denna bild:

solar3

Du genererar el med hjälp av solpanelen till vänster som via elnätets långa ledningar laddar din bil på jobbet. Huset bredvid får sin el från ett vattenkraftverk istället. Kan du inte ladda din bil på jobbet blir det så här istället:

solar4

Elen som dina solceller genererar laddar inte din bil (för den är ju inte ansluten) utan ”släpps ut” på det allmänna elnätet. Istället för din bil blir det huset på bilden som kommer använda elen. Driva kylen, tvättmaskinen, kaffeapparaten. Han som bor i huset kommer inte märka av att strömmen han kokar kaffet med inte kommer från vattenkraftverket som vanligt utan från din solpanel. Men i och med att han fick strömmen från din solpanel behövde inte vattenkraftverket generera nåt ström åt honom. Vattenkraftverket behövde generera mindre ström så det gick åt mindre vatten. De kubikmeter med vatten som skulle använts till att generera hans ström fick stanna kvar i kraftverksdammen då husägaren fick strömmen från din solpanel istället.

solar5

På kvällen sen när du kommer hem och ska ladda bilen kan du inte få el från solpanelen längre. Det är natt och solen lyser inte. All el som din solpanel genererat under dagen har skickats ut på elnätet och använts av andra. Istället får vattenkraftverket generera elen som din bil behöver för att ladda. De kubikmeter vatten som sparades på dagen i och med att elen folk behövde genererades av din solpanel kommer nu till användning på natten och genererar el som laddar din elbil.

Man kan säga att vattnet i vattenkraftverkets damm blir som ett stort batteri. Vattenkraftverket kommer behöva generera mindre el på dagen men mer på natten. Vattenkraftverket och solpanelen kommer samverka med varandra i symbios – de kommer balansera varandra. I Sverige med våra enorma vattenkraftverk är det möjligt att balansera solpanelernas produktion på ett miljövänligt sätt. I andra länder med färre vattenkraftverk går det dock inte att lösa problemet lika snyggt.

Idag körs de traditionella kraftverken som vatten- och kärnkraft väldigt ojämnt. De ska generera mycket el på dagen när det är stor efterfrågan, men betydligt mindre på natten när efterfrågan är mycket lägre. I framtiden, med fler solpaneler och elbilar kan det bli så att de traditionella kraftverken kan komma behöva generera mindre el på dagen men mer på natten. Belastningskurvan som liknar en berg-och-dalbana mellan dag och natt kan bli en mycket jämnare belastning dygnet runt.

Massor av små elproducenter med var sin solpanel istället för några få stora kraftverk gör dock att elnätets komplexitet ökar. Att i varje ögonblick hålla produktion och förbrukning i balans blir oerhört mer komplicerat. Framtidens elnät blir ”smart”, med datorer som sköter det komplexa övervakandet och styrandet och där de anslutna elbilarna både kan laddas och urladdas av elnätet. Tänk dig till exempel scenariot där elbilen du laddat på jobbet med ström från din solpanel hemma åker hem och driver ditt hus på natten…

Tagged , . Bookmark the permalink.
  • Claes

    I Sverige ser det dessutom väldigt olika ut under året…
    Mellan september och mars generar solceller väldigt lite el men husen förbrukar mycket el.
    Mellan mars och september generar solceller mycket el men husen förbrukar lite el.

    • micks

      Ja hade vi haft mera solceller i sverige nu så hade man kunnat spara mera i vattenmagasinen till vintern.

  • Björn Forslund

    I Sverige fungerar vindkraft generellt sett mycket bättre eftersom den genererar mest el då vi behöver det som mest, dvs, på vinterhalvåret: http://www.vindkraftsbranschen.se/blog/pressmeddelanden/vindkraften-producerar-mest-under-vinterhalvaret/

    • Lars Löwgren

      Poängen är ju att vi i Sverige är begåvade med jättebatterier så det ha mindre betydelse när elen produceras. Förresten går det åt mest el på dagen så solceller är förmodligen rätt.

  • Mocke

    Hur skulle det se ut om man ENBART vill driva sitt hus/elbil med solceller i Sverige. Hur stora anläggningar bör man då ha? antar att man måste ha tillräckligt för att klara vintern. Är det ens rimligt? NÄR isåfall är det rimligt. (hur effektiva/billigare måste det vara för att få plats på taket och vara ekonomiskt) – Så man vet var brytpunkten är någonstans. Troligtvis måste man ha stor överkapacitet över sommaren… (är det något negativt? kan man sälja överskottet/hitta på något sätt att förbruka det)

    • Lars Löwgren

      Ja, jag skulle producera all min el med 100kvm paneler ungefär. Min förbrukning ligger på 15000kWh/år.

  • Kalle Centergren

    Bra översigt om hur de funkar :)

    Men att ladda ur bilen för att driva huset tycker jag är en dålig ide, inte nog med att du vill gärna ha full bil på morronen, men de kostar cyckler ochså.

    • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

      Du behöver inte ha full bil på morgonen om du kommer ladda den hela dan på jobbet sen, bara så du kommer till jobbet. Och om ditt hus förbrukar säg 8kWh på natten motsvarar det 4 mil i körsträcka, inte mycket att bekymra sig över.

      • G F

        Nja, det är knappast hela natten bilen batteri lär driva ditt hus. Det mest intressanta i de flesta fall är nog att använda V2G för att balansera elnätet. Exempelvis du kommer hem från jobbet pluggar in bilen, mellan 18-20 när alla lagar mat och kör sina disk / tvätt maskiner mm. Det kan handla om att elbolaget ta ut 10-15% från ditt ditt batteri för att klara pik laster under den tiden. Sedan återladdas det under natten med vind/vatten kraft.Kolla på Robert Llewellys Fully Charged från förra veckan avsnittet Electric Nation det handlade om just detta.
        Det är nog även så att din arbetsgivare kommer att premiera dej om du kopplar in din bil på arbetsplatsen också för att ta pik belastningar där.
        10% på mellersta intervallen i et elbilsbatteri sliter inte mätbart på elbilsbatterier.

        • http://teslaclubsweden.se Tibor Blomhäll

          Ja jag håller med om att det är så elbilsbatterier kan användas till lastbalansering. Fast nu var det inte det scenariot jag tog upp i artikelns sista mening.

    • Mocke

      Håller med, av flera anledningar. elbil och powerwall är olika typer av batteri som är bra på olika saker (nu är inte helt uteslutet att det kommer batterier som är bra på båda) men det som jag tycker gör att det blir lite tveksamt är att elbilen måste laddas någon gång (det görs förslagsvis när bilen inte används dvs på natten, just då som bilen laddas ur) det innebär att man måste snylta på andras uppkopplingar ex jobbets dagtid, alternativ att man har ett batteri som man dränerar för att ladda upp elbilen. (detta eftersom man vanligtvis säljer det man producerar om man inte har ett batteri så att säga att man tar igen det när man laddar gratis på jobbet eller SuC känns inte helt moraliskt OK)
      Då känns en powerwall mer lämpligt. (sedan är jag inte emot om elbilens energi används vid tex campingsemester för att ge ex el till lysen et.c. för husvagn m.m.) Förvisso kan man ha elbilen som en backup om det skulle behövas ex vid längre strömavbrott (som batterierna man redan har inte klarar av) men det känns som undantagsfall. Det är alltså en mer moralisk invändning. om man använder elbilen för att stå och ladda konstant dagtid och sedan ladda ur nattetid kan man lika väl ha en dedikerat batteri. (jag tror förövrigt att batterierna kommer bli så billiga att folk inte anser det vara värt att låta bilen ladda ur då det redans finns på huset)

  • G F

    Många tror inte vi förbrukar någon el nästan alls på sommaren, fast skillnaderna över året är mindre än vi tror. Som mest i år förbrukade vi 3,7TWh per vecka (januari).
    Mitt i sommarn ligger det på 2,1TWh veckan och just nu (V40) är vi uppe i 2,7TWh. så vist kan Solenergi göra stor skillnad i Sverige i och med att vi kan spara på vårt 34TWh batteri vattenmagasinen till vintern då.
    Hur många Tesla batterier skulle det motsvara? :)