Solkraft
Om vi skulle kunna ta tillvara all energi i de solstrålar som träffar jorden skulle mänsklighetens hela behov av el vara täckt på en timme. Men det gäller att lyckas fånga in energin. Vi har blivit allt bättre på att göra det och solkraften får ökad betydelse för varje år.
Den här e-postadressen skyddas mot spambots. Du måste tillåta JavaScript för att se den.
Senast uppdaterad: 20.11.2019 13:12Vad är solkraft?
Solens energi kan tas tillvara på två sätt: Med hjälp av solceller som omvandlar strålar till el, eller genom att koncentrera solens strålar och driva ångturbiner (termisk produktion). Båda sätt ökar i betydelse, men solcellerna är det största energislaget.
Den minskade kostnaden för solpaneler har nu gjort att det på många håll är billigare att generera el från solen än el från fossila bränslen. I solrika delar av världen byggs därför allt fler solkraftverk där stora områden täcks med solpaneler eller speglar för termisk elproduktion. En viktig del av solkraften är även de många mindre enheter som monteras på hustak världen över.
Solceller
Solcellen består av olika ämnen som har kombinerats så att solens strålar skapar ett underskott av elektroner i ett skikt och ett överskott i ett annat. Om man sedan kopplar ihop dessa skikt uppstår en elektrisk ström. Detta kallas även fotovoltaisk elproduktion. Varje enskild solcell genererar en liten mängd ström, men ju fler som kopplas samman desto större elproduktion.
Det finns olika typer av solceller. De som kom först kallas för kristallina och består till stor del av kisel. Det är fortfarande den vanligaste typ man ser, med en blåskimrande och hård yta. Fördelen är att tekniken är mogen och kisel ett vanligt grundämne. Nackdelen är att tillverkningen är komplicerad och kräver upphettning till över 1000 grader.
Ett alternativ som utvecklats är olika typer av tunnfilmssolceller. De är plastbaserade och kan böjas. De är fortfarande dyrare än de kristallina, men tekniken gör att man kan bygga in solceller i till exempel takpannor och alstra energi från taket utan att det syns. Andra alternativ på forskningsstadiet är så kallade perovskitcellerna som har potential att bli betydligt billigare att tillverka.
Solcellernas miljöpåverkan
Väl på plats är solceller ett mycket miljövänligt sätt att generera el. Inga utsläpp och inga oljud uppstår i processen och solcellen kan producera el i flera decennier. Däremot går det åt en hel del energi vid tillverkning, transport och montering. En grov uppskattning är att solceller av kristallin typ har "betalat av" sin miljöskuld efter två år. Detta ska dock jämföras med till exempel kolkraft som aldrig betalar av någon skuld.
Solkraftverk tar mer mark i anspråk än andra kraftverk. Det behöver inte vara ett problem i till exempel öknar, men kan krocka med andra behov i mer tättbefolkade områden.
Termiska solkraftverk
Ett alternativ till att omvandla solens strålar till elektricitet direkt via solceller är att ta tillvara på värmen i strålarna och värma vatten till en ångturbin, som i sin tur skapar el. Genom att koncentrera solstrålarna kan man skapa ett mycket kraftfullt uppvärmningssystem.
I många öknar eller andra torra och soliga områden världen runt växer dessa solkraftverk upp. De kan bestå av konkava speglar som fångar in och koncentrerar solens strålar mot dess mitt. En mer anslående och futuristisk konstruktion är ett torn omgivet av speglar som fångar upp och riktar strålarna mot tornets topp, där en stark värmeutveckling kan ske.
Termiska solkraftverk kan till och med fungera nattetid. Om man istället för vatten värmer upp speciellt sammansatta salter kan man "spara" värmen. Salterna smälter, och behåller energin. När solen går ner avger salterna värmen och produktionen av el kan fortsätta.
Termisk solel vs solceller
Elproduktion med hjälp av termiska solkraftverk liknar den traditionella elproduktionen i exempelvis kolkraftverk, med en ångdriven turbin som matar ut el i nätet på samma sätt. Detta är en fördel med sådana projekt, men på längre sikt är solceller troligen mer effektiva. Tillverkningskostnaden för panelerna sjunker och man måste inte bygga en generatoranläggning. De flesta spår att solceller blir en betydligt större elkälla än termiska kraftverk.
Några fördelar med solkraft
- Elproduktionen är helt utsläppsfri.
- Solens strålar tar inte slut förrän om fem miljarder år.
Några nackdelar med solkraft
- Funkar inte på natten och mycket dåligt i molnigt väder.
- Kräver stora markytor.
Mikrokraftverk
I många länder har solkraft blivit ett naturligt inslag i hushållet. Det kan handla om en enkel tunna på taket som med hjälp av solens strålar värmer vatten för hushållets behov. Det kan också handla om mer avancerade solfångare eller solceller som gör huset oberoende av elnätet. Att på hushållsnivå använda solinstrålningen mot husen för att skapa värme och el är en viktig del av ett hållbart framtida samhälle.
Allt eftersom teknikerna sprider sig och kostnaderna går ner kan fler investera i egna anläggningar, speciellt i länder med mycket solinstrålning.
Solkraft i Sverige
Sveriges placering på jordklotet gör att vi har sämre förutsättningar för solkraft än de flesta andra länder. Under vinterhalvåret ger solkraften mycket liten effekt eftersom solen ofta lyser med sin frånvaro.
Trots detta är solpaneler på hustaken en allt vanligare syn, antingen i form av solfångare som stöttar varmvattenproduktion eller i form av solceller för tillverkning av egen el. Anläggningarna är en lönsam investering eftersom de betalar av sig under den långa livstiden.
Det finns också ett antal så kallade solcellsparker i landet, men deras bidrag till Sveriges elbehov är mycket litet. Som exempel kan nämnas parken Solsidan i Varberg där ett område stort som nio fotbollsplaner har täckts med solceller. Parken producerar 3 GWh om året, vilket räcker till 250 villor. Kärnkraftverket Ringhals i närheten producerar som jämförelse 17 000 GWh om året.
De flesta experter bedömer att solceller på svenska hustak kan bli ett bra tillskott till svensk elmix utan att ta någon mark i anspråk, medan större anläggningar troligen inte kommer att vara lika vanliga på våra nordliga breddgrader som söderöver.
Framtiden
Utbyggnaden av solkraft baserat på solceller har exploderat det senaste decenniet. Utvecklingskurvan är exponentiell, dvs det sker en fördubbling av genererad el från solceller varje år och det är mångas förhoppning att denna ökning fortsätter, men det finns inte några garantier för det.
Bakom utvecklingen ligger både medvetna satsningar på solel i till exempel Kina och lägre kostnader för panelerna. En viktig brytpunkt har uppnåtts i många länder där kostnaden för att producera el med solceller har blivit lägre än att producera el med fossila bränslen.
Om tillväxten i solsektorn håller i sig, om nya material och tillverkningsmetoder gör panelerna ännu billigare och nya tekniker för att omvandla solens strålar till el utvecklas kan solkraften bli det dominerande sättet att producera el inom några decennier. Detta skulle betyda mycket för omställningen mot en klimatvänliga elproduktion.
På betydligt längre sikt kan det vara möjligt att bygga stora solkraftverk i omloppsbana runt jorden. Dessa skulle kunna skicka ner energin till jordytan via mikrovågor. Fördelen med att ha solpaneler i rymden är att de aldrig hamnar på jordens nattsida och aldrig under ett molntäcke. De är ständigt belysta.