Hem - Solceller - Solceller snö
I denna artikel går Hemsol igenom hur solcellers elproduktion påverkas av snö, hur hänsyn tas till snölast samt hur solceller bör placeras med tanke på snö. Vidare behandlas vilken effekt kyla har på solceller samt skillnaden i solpanelers elproduktion mellan vinter och sommar.
En norsk studie av Andenae E. et al. har påvisat att snö och is kan slita på en solpanels yta (1). Detta slitage visar sig främst genom att en solpanels förmåga att repellera vatten och is kan försämras över tid. Stora snölaster kan också medföra en risk för att solpaneler går sönder.
Det tryck snö utövar på solpaneler kan därför behöva därför beaktas vid val av solpaneler och övriga komponenter.
Enligt en norsk studie av Andenae E. et al. sjunker elproduktionen från en solcell med 80–90 procent om solcellen är täckt med cirka 2 cm snö (2). Är snötäcket däremot tio centimeter tjockt producerar solcellen normalt ingen ström alls.
Anledningen till detta är att ju tjockare ett snötäcke är över en solpanel, desto mindre del av solens strålning når fram till panelen. Elproduktionen från en solcell är med andra ord proportionellt mot den solinstrålning som når solcellen genom snötäcket.
Är marken i närheten av en solpanel täckt med snö leder detta till en ökning av en solpanels elproduktion. Anledningen är att snö reflekterar både direkt solinstrålning och diffus solinstrålning mot markytan mycket bra.
Enligt RISE kan nysnö reflektera så mycket som 90 % av solens instrålning medan gammal snö reflekterar runt 60 %. Motsvarande siffror är ungefär 27 % för gräs och 8 % för asfalt (3). Vidare gäller att ju högre lutning en solpanel har, desto större andel av den solinstrålning som reflekteras från marken kan nå solpanelen.
Enligt en beräkningsmodell från PVsyst träffas en solpanel med en lutning på 30 grader bara av 7 % av den strålning som reflekteras från marken (4). För en solpanel med 60 graders lutning når däremot 25 % av den solinstrålning som reflekteras från marken solpanelen.
För att minimera påverkan av snö bör solceller placeras i söderläge med så hög lutning som möjligt. Anledningen är att ju brantare lutning en solpanel monteras i, desto mindre blir risken att snö fastnar på panelen. Därutöver smälter snö bort snabbast i söderläge.
Valet av solpanelers lutning görs dock i normala fall för att uppnå maximal elproduktion och inte primärt med hänsyn till snö. Ur produktionssynvinkel är runt 40–45 graders lutning och söderläge oftast ett optimalt val. Vid denna lutning glider även snö av relativt lätt från solpaneler.
Det finns därför inget betydande motsatsförhållande vid val av solpanelers lutning och väderstreck med avseende på snö respektive solelproduktion.
Framförallt på våren smälter och fryser snö på solpaneler. Detta resulterar i en sned fördelning av det mekaniska tryck som påverkar ramarna kring solceller. Följden kan bli att ramarna töjs ut och att fukt lättare tränger in i solpaneler. Över tid kan detta leda till skador på solceller.
Problemet med frysskador på solpaneler anses däremot inte särskilt vanligt förekommande. I en sammanställning av incidenter i svenska solelanläggningar av RISE hittades endast ett misstänkt fall i Umeå (5). Det handlade om att ramen på en solpanel var skadad och den troliga orsaken var upprepade frysningar och avsmältningar av snötäcket.
Sedan ungefär två år tillbaka finns dock en internationell standard (IEC 62938) för provning av tålighet mot ojämnt fördelad snölast. Det kan därför rekommenderas att välja solpaneler som uppfyller IEC 62938 i snörika områden där temperaturen ofta pendlar runt 0 grader Celsius.
Innan solpaneler installeras behöver det fastställas hur stor snölast panelerna kan tänkas utsättas för. Därefter väljs solpaneler och övrigt material som klarar denna snölast. Vid stora snölaster kan också en extra skena behöva monteras under varje solpanel för att de ska klara trycket från snön.
Beräkningar av snölast är relativt komplicerade och bör därför utföras av en solcellsinstallatör. Det är även en solcellsinstallatör som bör anpassa en solcellsanläggning så att samtliga komponenter klarar snölasten. Se också: Guide för val av solpaneler
De flesta solpaneler tål snölaster på cirka 5,4 kN/m2 (6). Det motsvarar 0,6–1,2 meter snö beroende på snöns densitet. Vid gynnsamma takförhållanden kan standardsolpaneler därför monteras i hela Sverige med undantag av vissa fjälltrakter. Vid behov finns också solpaneler som klarar hela 9,0 kN/m2.
För att bestämma vilken snölast en solpanel tål testas de normalt enligt den internationella standarden IEC 61215. IEC 61215 har också antagits som europeisk standard med beteckningen EN 61215. Den är en typprovning av solcellspaneler som används när belastningen, till exempel från snö, sker över en jämn yta.
Hur stor snölast en solpanel utsätts för beror både på snölasten vid marknivå och takets konstruktion. Enligt Boverket varierar snölasten på mark från 1,0 kN/m2 vid Skånes västkust till 5,5 kN/m2 i västra Jämtlandsfjällen (7).
I Götaland och Svealand, förutom Skåne västkust, är variationen i snölast mellan 1,5–2,5 kN/m2. Vid beräkningen för dimensionering av snölast har Boverket utgått från en snölast som återkommer en gång på 50 år.
Snölastzoner indelas i Newton, som är måttenheten för kraft. För att omvandla denna till massa (kg) kan värdet i Newton divideras med 10 (egentligen cirka 9,82). En snölast på 2 kN/m2 motsvarar med andra ord en snömassa på cirka 200 kg/m2.
Solceller utsätts för olika snölaster beroende på vilken typ av tak de monteras på samt var i landet de installeras. För att räkna ut vilken snölast solpaneler kommer utsättas för används Boverkets beräkningar. Snölastberäkningar görs normalt av en solcellsinstallatör i samband med installation.
Boverket beräknar snölasten för till exempel solceller enligt nedanstående formel (8):
s=s0 Ct . där:
Grundvärdet för snölast beskriver det tryck som snö utövar på marknivå. Boverket anger värden för snölast för alla områden i Sverige. Eftersom både snödjup och snödensitet varierar inom landet, skiljer sig därför också snölastens grundvärde åt mellan olika områden.
I regel är värdet för snödjup högre i norr och snöns densitet högre i Götalands kustland och på Öland och Gotland. Till exempel finns områden i norra Sverige där grundvärdet för snölast är 4,5 gånger så högt som i stora områden i Skåne.
Ett taks formfaktor är ett mått på hur lutning och utformning påverkar vilket tryck det utsätts för i relation till snölast på marknivå. Utformningen har stor betydelse för hur mycket ett tak belastas av snö. För exempelvis sadeltak minskar belastningen ju mer lutningen överstiger 30 grader.
Även för relativt vanliga taklutningar kan ett taks formfaktor skilja med en faktor 8. Det betyder att ett tak utsätts för åtta gånger så hög belastning som ett annat vid samma snölast på marknivå. Observera dock att ovanstående endast gäller om solpanelerna installeras i samma lutning som taket.
Den termiska koefficienten beror till exempel på energiförluster genom tak eller annan termisk påverkan. Normalvärdet för den termiska koefficienten är 1,0, den påverkar således i detta fall inte alls den beräknade snölasten.
För glatta tak med liten isolerande förmåga, till exempel glastak, är den termiska koefficienten dock betydligt mindre än 1. Har sådana tak en lutning mot horisontalplanet på över 45 grader kan Ct sättas = 0, det vill säga man bortser här helt från eventuell snölast.
Enligt Taksäkerhetskommitten gäller grundregeln att avståndet mellan snörasskydd och solpaneler ska vara minst 1 000 mm för ett 150 mm högt snörasskydd (9). För tak med en lutning på 15 grader eller lägre räcker det dock med ett avstånd på minst 800 mm.
Anledningen att det krävs ett avstånd mellan solceller och snörasskydd är att solpanelernas yta hamnar 100–150 mm ovanför takets yta. Är avståndet mellan snörasskydd och solpaneler för litet, ökar sannolikheten att snö och is glider över snörasskyddet.
Är ett snörasskydd högre än 150 mm minskar sannolikheten att snö glider över skyddet. Å andra sidan ökar istället risken att ansamling av snö påverkar solpanelers elproduktion. Oavsett höjd på snörasskyddet bör avståndet mellan snörasskydd och solpaneler vara minst 700 mm men aldrig lägre än 500 mm.
Anledningen till detta minimiavstånd är att det alltid ska finnas möjlighet att förflytta sig mellan solpaneler och snörasskydd. Bild 1 nedan illustrerar taklutning, höjd på snörasskydd samt avstånd mellan solpaneler och snörasskydd.
Snö kan avlägsnas från solpaneler genom att sopa med en kvast eller blåsa av solpaneler med lövblåsare. I normala fall är det dock inte att rekommendera. Dels finns det en risk att man skadar sina solpaneler, dels finns även en risk för fallskador om solpanelerna är placerade på ett tak.
Därutöver är det tveksamt om det är värt arbetet att skotta snö från solpaneler. Till exempel genererar en solcellsanläggning på en medelstor villa i genomsnitt under 10 kWh per dag på vintern. Monteras solpaneler i cirka 40 graders vinkel, vilket är normalt i Sverige, glider också i regel tjockare snölager av vid töväder.
Vid borttagande av snö från solceller finns ett antal saker att tänka på för att undvika att skada solcellerna eller sig själv:
Det är en solcellsinstallatörs ansvar att se till att en installation av solpaneler utförs så att installationen klarar av dess förväntade snölast. Därför behövs snö i regel inte avlägsnas.
Det kan trots detta ändå finnas tillfällen då det är önskvärt att ta bort snö från solpaneler. Ett sådant tillfälle kan vara för att undvika risk för snöras från tak vid stora mängder snö.
En solcell producerar ungefär en femtedel så mycket el på vintern (dec–feb) jämfört med på sommaren (jun–aug). Det betyder att 1 kW installerade solceller producerar ungefär 80 kWh på vintern och 400 kWh på sommaren. Fördelningen av solcellers årsproduktion beror dock på var solcellerna är belägna.
Enligt en rapport från Elforsk producerar en solcell i Luleå ungefär lika mycket el som en solcell i Malmö under ett år (11). Samma rapport visar också att en solcell i Luleå producerar mer el under det första halvåret jämfört med en solcell i Malmö.
Detta förklaras huvudsakligen av att skillnaden i temperatur mellan Luleå och Malmö är större under det första halvåret jämfört med det andra halvåret. Eftersom en lägre temperatur innebär att en solcell arbetar effektivare är detta fördelaktigt för en solcell i Luleå jämfört med en i Malmö.
Solceller producerar färre kWh el på vintern än på sommaren därför att instrålningen från solen är lägre. Den lägre solinstrålningen beror framförallt på att dagarna är kortare på vintern än på sommaren. Därtill är solens vinkel över horisontalplanet mindre, vilket bidrar till en svagare instrålning.
Att solens vinkel över horisontalplanet är lägre kan också leda till att solceller i högre utsträckning skuggas. Vidare är det normalt sett högre molnighet på vintern vilket också påverkar hur mycket el solceller producerar.
En kWh som produceras av en solcell på vintern har normal sett ett högre ekonomiskt värde än en kWh som produceras på sommaren. Som framgår av tabell 1 och tabell 2 nedan beror detta på att är elpriset normalt sett är högre under de mörka månaderna jämfört med på sommaren.
Grunddata, genomsnittligt rörligt elpris i kr/kWh per månad, som använts för att sammanställa tabell 1 och tabell 2 är hämtade från Vattenfall (12).
Kyla påverkar en solpanels verkningsgrad positivt, vilket innebär att en solpanel är effektivare på vintern än på sommaren. En solcell som håller temperaturen 15 grader är till exempel cirka 4% mer effektiv än en solcell med temperaturen 25 grader.
Hur en solcells effektivitet påverkas av temperaturen beskrivs av temperaturkoefficienten. Temperaturkoefficienten anger den procentuella skillnaden i elproduktion vid en temperaturskillnad på 1 grad Celsius på solcellen.
Enligt Solar.com varierar värdet på temperaturkoefficienten vanligen mellan –0,3%/C° och –0,5%/C° (13) Temperaturkoefficienten för en solpanel finns normalt angiven på solpanelens produktblad. Verkningsgraden för en solpanel ökar med andra ord desto kallare det blir.
Solceller kan ofta, men inte alltid, installeras under vintern. Är till exempel ett tak för halt på grund av is eller snö som inte kan skottas bort, kan en installation av solceller inte genomföras.
Det är den enskilde installatören som avgör om det går att utföra en säker installation av solceller.
Nej, normalt sett kan en villas energibehov inte täckas enbart med solenergi på vintern. Till exempel producerar en normalstor solcellsanläggning på 11 kWp runt 1 000 kWh mellan november och februari. Det motsvarar grovt räknat en tiondel av en eluppvärmd villas behov av el under samma period.
Nej, det är inte ekonomiskt lönsamt att spara solenergi i batterier för användning på vintern. Ett litiumbatteri på 4 kWh kostar cirka 20 000 kronor med ett grönt skatteavdrag (juli 2022). Denna mängd energi (4 kWh) räcker till ungefär fyra tvättar i en modern tvättmaskin.
Det är därför bättre att sälja eventuell överskottsproduktion på sommaren än att säsongslagra solelen i ett batteri för solenergi. Batterier kan dock användas för att lagra energi på framförallt daglig basis. Därigenom kan andelen egen konsumtionen av den elenergi som solcellerna producerar ökas.
En anledning till att elproduktion uteblir kan vara att när solpaneler skuggas av snö sjunker spänningen i anläggningen. Skuggas ett flertal solpaneler samtidigt kan spänningen därigenom sjunka under växelriktarens arbetsspänning. Detta leder till att växelriktaren stängs av.
Ett sätt att kringgå detta problem är att förse de enskilda solpanelerna med optimerare. Vidare påverkar en snötäckt solpanel inte de solpaneler som tillhör en annan sträng. Alldeles oavsett orsak till att elproduktion uteblir är ofta ett bra första steg att kontrollera om växelriktaren fungerar.
Ja, enligt en rapport från Elforsk producerar en solcell i Luleå på årsbasis ungefär lika mycket som en solpanel i Malmö (11). Över året är instrålningen i Luleå något lägre än i Malmö. Detta kompenseras dock av att solcellen i Luleå har en högre verkningsgrad tack vare det kallare klimatet.
Ja, det finns system för att värma solceller på vintern för att smälta snö. Ett exempel på ett företag som säljer sådana produkter är Soltech Energy Solutions (14). System för att värma snö har dock relativt stora investeringskostnader och lämpar sig därför ej för villatak.
HemSol är ett litet företag. Hjälpa oss att kunna skriva fler utförliga artiklar genom att recensera oss.
Ditt omdöme gör stor skillnad!
Jämför offerter från pålitliga installatörer verksamma på din ort.
Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse. Genom att använda siten godkänner du att cookies används för detta ändamål. Läs mer.
