Solceller vs Vindkraft

Vilken energikälla är bäst, solceller eller vindkraft?

I regel är solceller bättre än vindkraft som förnybar energikälla till privata bostäder. Hemsol uppskattar att kostnaden för en anläggning som producerar 10 000 kWh per år är cirka dubbelt så hög för vindkraft som för solceller. De flesta svenska tomter har inte heller plats för ett sådant vindkraftverk.

För storskaliga anläggningar (>1 000 kW) är dock ofta vindkraft något mera lönsamt. Räknat över hela anläggningens livstid, är den totala kostnaden per producerad kWh cirka 30–60 öre för vindkraft och cirka 40–80 öre för solkraft.

Lönsamheten varierar dock beroende på vind- och solförhållanden, val av teknik och kostnaden för byggnation och tillståndsprocesser. Förutsättningar för solceller respektive vindkraft bör därför utvärderas i varje enskilt fall.

Jämförelse vindenergi vs solceller

* Kapacitetsfaktor är kvoten mellan verklig elproduktion under en period under ett år och maximal möjlig elproduktion under samma period.

Vindenergi har en tidsmässigt jämnare produktion av el än solceller, både sett över ett dygn och över ett år. Däremot kräver vindenergi mer underhåll och avger betydligt mer ljud än solceller (en solcellsanläggning).

Fördelarna med storskalighet i kombination med att vindenergi avger ganska mycket buller har lett till att vindkraftverk främst installerats i glesbebyggda områden i Sverige. För solceller dominerar i stället småskaliga anläggningar i Sverige. Detta förklaras bland annat av gynnsamma skatteregler och möjligheten att placera solceller på vanliga villatak.

Går det att kombinera solceller och vindkraft?

Ja, det går att kombinera solceller och vindkraft. Det är dock vanligast för kommersiella anläggningar där kostnader ofta kan sparas genom delad infrastruktur som vägar, elnät och transformatorstationer. För mindre vindkraft- och solcellsanläggningar är möjligheterna till sådana besparingar lägre.

En nackdel med att kombinera solceller och vindkraft är att det kan vara svårt att hitta en plats som erbjuder riktigt bra förutsättningar för både vindkraft och solenergi. Därtill kan fler kompromisser behöva göras vid utformningen av en kombinerad sol- och vindkraftanläggning.

Är solceller och vindkraft miljövänliga energislag?

Ja, både solceller och vindkraft betraktas som miljövänliga energislag eftersom båda är förnybara och har ett lågt CO2-avtryck. Räknat i totala CO2-utsläpp per kWh över livslängden har till exempel vindkraft ett utsläpp på 8–20 gram, solkraft 20–50 gram, naturgas cirka 490 gram och kol cirka 920 gram.

Därutöver är energiåterbetalningstiden kort. Energiåterbetalningstiden är den tid det tar för en anläggning att producera lika mycket energi som det krävdes för att tillverka, transportera, installera och driva anläggningen. Därtill inkluderas även den energi som beräknas behövas för att återvinna anläggningen i framtiden.

För en solcellsanläggning på ett tak är energiåterbetalningstiden cirka 1–3 år och för ett mindre vindkraftverk cirka 1–5 år. Storskaliga vindkraftverk har dock en energiåterbetalningstid på bara cirka 6–12 månader. Läs mer: Vilken miljöpåverkan har solceller?

Fördelar med solceller över vindkraft

Sex fördelar med solceller (solcellsanläggningar) jämfört med vindkraft är:

• Solceller är i regel mer lönsamt för småskaliga anläggningar.
• Fler privatpersoner har möjlighet att installera solceller.
• Solcellsanläggningar kräver sällan bygglov.
• Solcellsanläggningar avger mindre ljud än vindkraft.
• Solcellsanläggningar har lägre kostnad för reparation och underhåll.
• Solceller har lägre årsvis variation i produktionen än vindkraft.

Läs mer: Fördelar med solceller (solkraft)

Solceller är i regel mer lönsamt för småskaliga anläggningar

Hemsol uppskattar att kostnaden för en anläggning som producerar 10 000 kWh per år är cirka dubbelt så hög för vindkraft som för solceller. För storskaliga anläggningar (> 1 000 MW) kan dock vindkraft vara mer lönsamt även om en bedömning alltid bör göras i varje specifikt fall.

Läs mer: Lönsamhet för solceller

Fler privatpersoner har möjlighet att installera solceller

Till exempel kan solceller i regel installeras på vanliga villatak utan att det kräver bygglov.
Även om vindkraftverk i sig ofta behöver mindre yta än solceller, kräver de i normala fall tillgång till betydligt mer yta på grund av de regler gällande buller och avstånd till fastighetsgräns som finns.

Läs mer: Installera solceller

Solceller kräver sällan bygglov

Småskaliga solcellsanläggningar kräver sällan bygglov. För vindkraft krävs å andra sidan i de allra flesta fall antingen bygglov eller tillstånd enligt Miljöbalken. Därtill är processen för att erhålla bygglov för vindkraft ofta både längre och mer kostsam än för solceller.

När behövs bygglov för vindkraft

Enligt Boverket krävs det bygglov om vindkraftverket är (1):

• högre än 20 meter över markytan
• placerat på ett avstånd från fastighetens gräns som är mindre än kraftverkets höjd över marken
• fast monterad på en byggnad
• har en vindturbin med en diameter som är större än 3 meter.

Kravet att vindturbin får ha en diameter på maximalt 3 meter innebär till exempel att det i regel krävs bygglov för den som vill installera ett vindkraftverk som producerar lika mycket energi som en 10 kW solcellsanläggning.

När behövs bygglov för solceller

Fem scenarier när det kan krävas bygglov för solceller (småskaliga solcellsanläggningar) är om:

• Fastigheten är K-märkt.
• Integrerade solceller (solcellstak) används.
• Installationen innebär att man avviker från byggnadens form.
• Det krävs enligt områdets detaljplan.
• Fastigheten finns i ett område av riksintresse för vårt försvar.

Läs mer: När behövs bygglov till solceller?

Solkraft är tystare än vindkraft

Solkraft avger mindre ljud än vindkraft. Solcellerna avger inget ljud i sig men en normalstor växelriktare till en villaanläggning avger cirka 40–50 dB. Nattetid avger dock en växelriktare inget ljud eftersom den automatiskt övergår i stand-by-läge när solcellerna slutar producera el.

På grund av det ljud vindkraft avger är vindkraft i regel inte ett alternativ för den som bor inom tätbebyggda områden eller har en liten tomt. Till exempel bör enligt Naturvårdsverkets riktvärden för vindkraftsbuller ljudnivån inte överskrida 40 dBA vid bostäder (2).

En ljudnivå på 40 dBA motsvarar ungefär ljudnivån på 100 meters avstånd från ett 6 kW vindkraftverk vid en vindhastighet på 10 m/s.

Solceller har lägre årsvis variation i elproduktion

I regel varierar elproduktion från solceller (en solcellsanläggning) i Sverige med cirka +/- 5 % per år gentemot ett så kallat normalår. Variationer på +/- 10 % kan dock förekomma. För vindkraft är den normala variationen något högre, cirka +/- 10 % per år.

Läs mer: Så mycket producerar solceller per år och månad

Solceller har lägre kostnad för reparation och underhåll

Solceller kräver relativt lite löpande underhåll. Däremot behöver växelriktaren i regel bytas en gång under solcellsanläggningens livslängd. Totalt svarar underhåll för cirka 10–20 % av de totala kostnaderna för en solcellsanläggning under dess livslängd, jämfört med cirka 20–30 % för ett vindkraftverk.

Huvudskälet till att vindkraft kräver mer underhåll än solceller är att ett vindkraftverk innehåller många rörliga mekaniska delar medan en solcellsanläggning endast har få rörliga delar. Vindkraft innehåller också mer förbrukningsvaror som oljor och filter, vilka behöver bytas ut med jämna mellanrum.

Läs mer: Underhåll av solceller

Fördelar med vindkraft över solceller

Fyra fördelar med vindkraft jämfört med solceller är:

• Vindkraftproduktion matchar en villas elförbrukning bättre över tid.
• Ibland effektivare markanvändning vid större anläggningar.
• Lägre CO2-utsläpp.
• Vindkraftverk har högre verkningsgrad än solceller.

Vindkraftproduktion matchar en villas elförbrukning bättre över tid

Över ett år matchar produktionen från vindkraft en normal villas elförbrukning tidsmässigt bättre än produktionen från solceller. Det innebär att en större andel av producerad el kan användas till egen konsumtion. Detta är positivt eftersom det är mer lönsamt att själv använda producerad el än att sälja den.

Till exempel sker endast cirka 2–12 % av solcellers årliga elproduktion under vintern (november–februari) enligt Hemsols beräkningar. För vindkraft är motsvarande siffra cirka 30–45 %. Vindkraften är också mer jämnt fördelad över året. I normala fall bidrar varje månad med åtminstone 5 % av den totala årliga vindkraftsproduktionen enligt statistik från Statistiska Centralbyrån (3).

Både vindkraft och solkraft är väderberoende och förnybara energikällor, så kallad intermittent energi. Det betyder att det inte går att styra när de producerar elenergi. Det innebär att varken vindkraft eller solceller i praktiken ensamt kan täcka en villas hela elbehov.
Läs mer: Hur mycket el förbrukar en normalvilla per år?

Vindkraft kan vara effektivare markanvändning

Vindkraft kräver mindre yta per producerad MWh jämfört med solceller. För större anläggningar krävs det cirka 8–20 m2 för vindkraft jämfört med cirka 20–50 m2 för solceller. Marken under ett vindkraftverk kan ibland också utnyttjas till andra ändamål, som till exempel jordbruk och djurhållning.
Läs mer: montera solceller på marken

Vindkraft har ett lägre CO2-avtryck jämfört med solceller

Vindkraft ger upphov till lägre CO2-utsläpp jämfört med solceller men varken vindkraft eller solceller släpper ut CO2 under drift. Räknat över livscykeln, där även utsläpp vid tillverkning, transporter etcetera ingår, släpper vindkraft ut cirka 8–20 gram CO2 per kWh och solceller cirka 20–50 gram CO2 per kWh.

Vindkraft har en högre verkningsgrad

Vindkraft har högre verkningsgrad än solceller, det vill säga vindkraft omvandlar den inkommande energin till elektricitet mer effektivt än solceller. Moderna stora vindkraftverk har en verkningsgrad på cirka 40–50 %, jämfört med cirka 20 % för solceller (solcellsanläggning inklusive systemförluster).

För vindkraftverk minskar dock verkningsgraden med storleken och småskaliga vindkraftverk har en verkningsgrad på cirka 30–40%. För solceller är däremot verkningsgraden i stort sett oberoende av anläggningens storlek.

Eftersom den inkommande energin skiljer sig mellan solceller och vindkraft (solinstrålning respektive vind) ger dock inte verkningsgraden hela bilden. Räknat per kW producerar vindkraft ungefär 1–4 gånger så många kWh per år jämfört med solceller, eller cirka 700–1 100 kWh jämfört med 700–4 000 kWh för solceller.

Läs mer: Verkningsgrad och effekt för solpaneler

Att kombinera solceller och vindkraft

En trend är att solceller (solkraft) och vindkraft kombineras (samlokaliseras) i så kallade hybridparker. Parkerna förses också ofta med någon form av energilagring, som batterier eller vätgaslagring. En hybridpark ger en jämnare elleverans till elnätet än till exempel en solcellsanläggning utan batterilager.

Tre fördelar med att kombinera solceller och vindkraft:

Tre fördelar med att kombinera solceller och vindkraft i kommersiella parker är:

• Jämnare produktion av el till elnätet. Sol- och vindkraftsproduktion kompletterar delvis varandra tidsmässigt. Sett över året producerar solceller som mest el från maj till augusti. Cirka 60% av den årliga vindkraftsproduktionen sker däremot från oktober till mars. Sett över ett dygn är det sällan stark vind när solen lyser som mest. Generellt är dock vindhastigheten vid marknivå som högst under dagen, när även solceller producerar som mest, och som lägst under natten.
• Kostnadsbesparingar genom delad infrastruktur. Genom att kombinera solceller och vindkraft kan ofta kostnader sparas genom att elnät, transformatorstationer och vägar kan användas av bägge energislagen. Därtill kan ofta också marken utnyttjas effektivare.
• Mindre tidskrävande tillståndsprocess. Tillståndsprocessen går ofta snabbare genom att ansökningar kan göras för en (1 stycken) anläggning jämfört med två separata anläggningar.

Tre nackdelar med att kombinera solceller och vindkraft

Tre nackdelar med att kombinera solceller och vindkraft är:

• Svårigheter att få optimala förutsättningar för både vind- och solkraft.
  Det är inte alltid som en plats samtidigt har riktigt goda förutsättningar för både vindkraft och solceller. Det innebär att produktionen från en hybridpark kan bli lägre än om solceller och vindkraft placeras på var för sig optimala platser.
• Risk att solpanelerna skuggas av turbinbladen och vindkraftstolparna.
  I en väl utformad hybridpark är den totala energiförlusten från skuggning från vindkraftverk på solpaneler cirka 1–2 % men upp till 6 % kan förekomma. Vindkraftverk placeras bland annat oftast norr om solpanelerna för att minska mängden skuggning som solpanelerna utsätts för.
• Suboptimal dimensionering. Vid till exempel dimensioneringen av storleken på anslutningen till elnätet behöver ofta en kompromiss göras mellan vindkraft och solcellerna.