Optimerare till solcellsanläggningen? Vad är bra att tänka på?

Optimerare till solcellsanläggningen? Vad är bra att tänka på?

De flesta som går igenom processen att skaffa solceller kommer sannolikt att stöta på uttryck såsom optimerare eller power optimizers, alternativt namn på fabrikat såsom SolarEdge och Tigo. Optimerare är elektroniska komponenter som sätts direkt på en solpanel för att maximera dess elproduktion.

För att du ska kunna avgöra om optimerare är intressant för just din solcellsanläggning går vi igenom ett antal saker:

• Hur en vanlig solcellsanläggning fungerar och hur den påverkas av skuggning.
• Hur en enskild solpanel hanterar skuggning.
• Hur en solcellsanläggning med optimerare fungerar och hanterar skuggning.
• För- och nackdelar med att välja optimerare till sin solcellsanläggning.

Så fungerar en vanlig solcellsanläggning (utan optimerare)

I en vanlig solcellsanläggning seriekopplas flertalet solpaneler i så kallade “strängar”. En sträng kan t.ex. vara kopplad såhär:

När paneler seriekopplas på det här sättet innebär det att samma mängd ström måste gå igenom samtliga paneler. Panelerna i en sträng blir alltså beroende av varandra; om strömmen hindras vid en panel, t.ex. på grund av skugga, så kan det leda till att alla paneler i strängen påverkas.

Anta att de fem seriekopplade panelerna ovan producerar 200 W styck vid klart väder, det vill säga totalt 1000 W. Om en panel skuggas så att den bara producerar 150 W finns en risk att produktionen i samtliga paneler går ner till 150 W. Trots lite skugga på en panel, så riskerar alltså produktionen i hela strängen att sjunka med 250 W, eller 25%. I det här fallet ger skugga sannerligen fog för att vara en solcellsanläggnings värsta fiende.

Så hanterar solpaneler skugga

Vanligtvis är dock en solcellsanläggning inte riktigt så skuggkänslig då en hel sträng solpaneler inte nödvändigtvis behöver påverkas bara för att en solpanel är skuggad. Huvudanledningen till detta är solpanelens “bypassdioder”.

En solpanel har i regel tre bypassdioder. Dessa löper längs kortsidorna av en panel med syftet att leda strömmen förbi skuggade eller täckta delar av en panel. Om det t.ex. ligger några höstlöv på en tredjedel av panelen kan bypassdioden aktiveras och på så sätt leda strömmen förbi den delen av panelen. På så sätt förloras en tredjedel av produktionen i den utsatta panelen, medan produktionen i de övriga panelerna i strängen är opåverkad.

Här är tre fall; ett fall där solpanelen är helt oskuggad och ingen bypassdiod är aktiverad, en panel som är delvis skuggad och där en av panelens tre bypassdioder är aktiverad — och slutligen en panel där hela den nedre delen av panelen är snötäckt, och där alla tre bypassdioder är aktiverade. Det huvudsakliga syftet med bypassdioder är egentligen inte att maximera solelproduktionen i en anläggning; det är att skydda paneler från att gå sönder till följd av värmeutveckling (även kallat “hot spots”) som kan uppstå vid delar av en panel som skuggas. Detta undviks med hjälp av bypassdioder genom att strömmen “hoppar över” skuggade delar av panelen. Trots att bypassdioder bidrar till att minska en anläggnings skuggkänslighet är de inte helt pålitliga, framförallt inte i de fall där en eller flera paneler i en sträng är utsatta för lite skugga. Bypassdioder fungerar som bäst när kontrasten i solljus är tydlig mellan en skuggad panel och en oskuggad panel. Vid exempelvis svag skugga på en panel, eller delvis skugga på ett flertal paneler, är det inte säkert att bypassdioderna aktiveras.

Så fungerar en solcellsanläggning med optimerare

En lösning för att göra en solcellsanläggning mindre skuggkänslig är att använda optimerare. En optimerare är en elektronisk komponent som fästs på en solpanel för att få ut max elproduktion från panelen och göra den mindre beroende av övriga paneler i samma sträng. Så hur fungerar optimerare?

I en solcellsanläggning utan optimerare är det växelriktarens uppgift att styra så att elproduktionen är så hög som möjligt genom att justera ström och spänning. Detta görs med så kallade MPPT:er (Maximum Power Point Tracker). I en växelriktare för en vanlig villainstallation sitter det oftast två MPPT:er, en för varje sträng. Om man till exempel har en anläggning som är uppdelad på ett öst- och ett västtak, där respektive tak producerar optimalt vid olika tillfällen på dagen, placeras de i regel på varsin MPPT så att inte produktionen i respektive sträng blir beroende av varandra. Olika typer av optimerare fungerar på lite olika sätt men gemensamt är att de kan styra ström och spänning på panelnivå. (Det sitter alltså en MPPT, eller något som liknar en MPPT på varje panel, istället för en per sträng.) Precis som i en vanlig solcellsanläggning finns dock en växelriktare som sköter omvandlingen från likström till växelström.

Att kunna optimera elproduktionen från varje panel innebär ett par ytterligare potentiella fördelar utöver just anläggningens förmåga att hantera delvis skugga. En sådan fördel är att optimerare kan hantera att paneler inte alltid är helt identiska. Över tid kan paneler t.ex. degraderas, dvs gå ner i toppeffekt, olika snabbt. Med optimerare kan man även blanda solpaneler med olika effekttal i samma sträng.

Med en vanlig växelriktare vill man inte blanda paneler i olika väderstreck eller lutningar på samma sträng, då produktionen begränsas av de paneler med sämst produktion. (Så om man vill använda strängväxelriktare på ett tak med fler än två lutningar och väderstreck behöver man antingen hitta en växelriktare med fler än två MPPT:er, alternativt installera ytterligare en växelriktare.) Med optimerare, å andra sidan, kan man blanda paneler i olika väderstreck och lutningar utan att produktionen påverkas.

Ett hus med flera kombinationer av lutning och väderstreck där optimerare lämpar sig väl om man vill täcka fler än två av takytorna med solpaneler.

För- och nackdelar med optimerare

Det finns inget entydigt svar på frågan om när man bör välja optimerare, däremot situationer där det är extra lämpligt. Nedan sammanfattar vi för- respektive nackdelarna med optimerare, så att du kan bilda dig en uppfattning om det är något för dig.

Fördelar med optimerare

• Anläggningen blir mindre skuggkänslig då elproduktionen från varje panel maximeras till skillnad från strängväxelriktare där elproduktionen från en hel sträng maximeras.
• Med optimerare kan man blanda paneler i flera olika lutningar och väderstreck, vilket underlättar om man har ett tak med flera takytor som man vill sätta paneler på. De flesta vanliga strängväxelriktare för villasystem är anpassade för att maximera produktionen på två ytor med olika väderstreck eller lutning.
• Anläggningen blir mindre känslig för att paneler är något olika jämfört med vad som specificeras i produktbladet eller degraderas olika snabbt. Man kan även blanda solpaneler med olika effekttal i samma sträng.
• Med optimerare (och möjlighet till internetuppkoppling) kan man övervaka produktionen från varje panel, till skillnad från per sträng som i en vanlig strängväxelriktare. Om en panel går sönder får man alltså snabbt reda på vilken panel det rör sig om.
• Med vissa optimerare sjunker spänningen från solpanelerna till en ofarlig nivå om växelriktaren stängs av. Det kan t.ex. underlätta vid släckningsarbete på taket då kablaget inte längre innehåller hög spänning.

Nackdelar med optimerare

• Det tillkommer en kostnad för optimerarna. För en vanlig villaanläggning med optimerare på varje panel, så innebär det en merkostnad i storleksordningen 5-10% jämfört med ett system med en etablerad strängväxelriktare. (Priser skiljer sig dock mellan fabrikat på optimerare, storlek på system, och beroende på om man har optimerare på varje, varannan eller vissa av panelerna.)
• En lösning med optimerare, jämfört med en strängväxelriktare, innebär fler elektroniska komponenter och därmed mer potentiellt underhåll. Optimerare sitter på taket och är därmed svårare att ersätta eller underhålla jämfört med en växelriktare som står i marknivå. Förvisso har optimerare relativt långa garantitider, ofta 25 år, men dessa täcker inte alltid arbetskostnaden (som lär vara den större kostnaden vid ett byte).

De två vanligaste fabrikaten av optimerare: Tigo och SolarEdge. Med SolarEdge kommer växelriktare och optimerare i samma paket och man sätter optimerare på antingen varje eller varannan panel. Det går alltså inte att kombinera optimerare från SolarEdge med en växelriktare från en annan tillverkare. Med Tigo kan man kombinera optimerare med många olika växelriktare och man kan även välja att sätta optimerare på enstaka paneler.

Sammanfattningsvis

Hoppas du lärt dig mer om hur solcellssystem med eller utan optimerare fungerar och att du har med kött på benen för att avgöra om optimerare är ett bra val. För att sammanfatta kan vi konstatera följande:

• I vissa fall är optimerare väl lämpade, t.ex. om man har ett tak där solpaneler sitter i flera (än två) olika lutningar och väderstreck, alternativt om vissa av panelerna är utsatta för skugga relativt ofta.
• I övriga fall är det en smaksak. Värdesätter du att kunna övervaka produktionen i varje panel och vill få ut någon eller några procent extra elproduktion under anläggningens livslängd? Då kan optimerare vara lösningen. Vill du å andra sidan ha ett mindre komplext system till en så låg investeringskostnad som möjligt? Ja, då är nog en vanlig strängväxelriktare alternativet för dig.

‍