Inledning: Från solcellsmodul till solcellsanläggning

Begreppet ”solanläggning” används både för solcellsanläggningar (PV) och solvärmeanläggningar. Solcellsanläggningar omvandlar solljus till elektrisk energi, medan solvärme producerar värme. I den här artikeln fokuserar vi på solceller (PV).

I föregående artikel Från foton till volt: Hur fungerar en solcell? gick vi igenom hur en enskild solcell fungerar. Nu tittar vi på helheten: Hur blir enskilda celler till en komplett solcellsanläggning?

Från cell till solpark

Strukturen i en solcellsanläggning är tydligt uppbyggd:

• Solcell → modul: Flera celler kopplas elektriskt och kapslas in i en ram
• Modul → sträng (string): Moduler seriekopplas för att nå rätt spänning till växelriktaren
• Sträng → anläggning: Flera strängar matas in i en eller flera växelriktare
• Anläggning → solpark: Många anläggningar tillsammans bildar en solpark

Redan en enskild modul eller en kort sträng kan räknas som en komplett solcellsanläggning – till exempel en balkong- eller fasadmonterad minianläggning.

Men hur solceller och moduler kopplas är bara halva bilden. För en fungerande anläggning behövs dessutom:

• Fästen och montagesystem
• Kablar och kopplingsdosor
• Kraftelektronik (växelriktare, MPPT)
• Valfritt: Batterilager
• Elmätare och övervakningssystem

I Sverige ska projektering och installation av solcellsanläggningar följa bland annat:

• Elsäkerhetsverkets föreskrifter (t.ex. ELSÄK-FS 2008:1 med ändringar)
• Elinstallationsreglerna SS 436 40 00
• Relevanta delar av Boverkets byggregler (BBR), särskilt avsnitt om bärförmåga, brandsäkerhet och installationer på tak och fasad

Montage & uppställning

Solcellsmoduler kan monteras på många olika sätt:

Privata tillämpningar

• Villatak (sadeltak eller platta tak)
• Garage och carportar
• Balkonganläggningar
• Fasader

Kommersiella och industriella tillämpningar

• Industribyggnader och kontor
• Markanläggningar (solparker)
• Agro-PV (kombinerat med jordbruk)

Typer av uppställning

Fast uppställning:

• Modulerna är fast monterade på tak eller markstativ
• Geometrin styrs av byggnaden eller bärstrukturen
• Enkel, kostnadseffektiv och med lågt underhåll
• Standardlösningen för de flesta svenska anläggningar

Solföljande uppställning (tracker):

• Modulerna följer solens bana under dagen
• Rörelse via elmotorer eller hydraulik
• Kan öka årsproduktionen med cirka 15–35 %
• Högre investerings- och underhållskostnader
• Främst lönsamt i större solparker

För alla montageformer gäller att hållfasthet, vindlast och – på byggnader – takets bärighet och infästningar är avgörande. I Sverige ska dimensionering av bärverk och infästningar följa relevanta Eurokoder (t.ex. SS‑EN 1991 för laster) och tillämpas enligt BBR.

Strömbanan: Från modul till vägguttag

Solcellselns väg kan delas in i fem huvudsteg:

1. DC-produktion

Solcellsmodulerna omvandlar solljus till likström (DC). Spänningen beror på hur många celler som är seriekopplade i modulen och hur många moduler som ingår i strängen.

2. MPPT & DC-optimering

En MPPT (Maximum Power Point Tracker) anpassar kontinuerligt arbetsspänningen för att få ut maximal effekt ur modulerna. Vid växlande molnighet eller delvis skuggning är detta särskilt viktigt.

3. AC-omvandling

Växelriktaren omvandlar likströmmen till växelström som passar elnätet:

• 230 V enfas för små anläggningar
• 400 V trefas för större anläggningar och de flesta villaanläggningar i Sverige

4. Egenanvändning eller inmatning

Växelströmmen går antingen till husets elanvändare, till ett batterilager eller matas ut på det allmänna elnätet via husets anslutningspunkt.

5. Mätning och avräkning

Elmätare registrerar både uttag och inmatning som underlag för fakturering, elnätsavgifter och energistyrning. I Sverige används i princip alltid fjärravlästa timmätare (”smarta mätare”) hos nätkunder, vilket gör det möjligt att mäta inmatning och förbrukning timme för timme.

Batteriintegration: AC- vs. DC-koppling

Solcellsanläggningar med batteri får ett energilager som kan styras efter behov. Med smart laddstyrning kan el lagras när produktionen är hög och användas när solen inte skiner.

AC-kopplade system

• Växelriktaren sitter direkt efter modulerna
• Batteriet laddas och urladdas på växelströmssidan (AC)
• En extra AC/DC-omvandling krävs för batteriet
• Lämpar sig väl för efterinstallation i befintliga solcellsanläggningar
• Något lägre totalverkningsgrad på grund av dubbla omvandlingar

Fördelar: Flexibel installation, oberoende av befintlig PV‑växelriktare, enkel att bygga till i efterhand

DC-kopplade system

• Batteriet är anslutet direkt på likströmssidan (DC) tillsammans med solcellsmodulerna
• Laddning och urladdning sker utan mellanliggande AC‑omvandling
• Först när elen ska användas i huset eller matas ut på nätet omvandlas den till AC
• Högre totalverkningsgrad

Fördelar: Lägre omvandlingsförluster och bättre effektivitet vid hög egenanvändning

Strömmätning & mätartyper

För att solcellsanläggning, batteri och elnät ska samverka krävs en övergripande reglering. Grunden är mätdata från elmätarna.

I Sverige regleras mätning och rapportering av bland annat Ellagen och Energimarknadsinspektionens föreskrifter. Alla nätkunder ska ha en fjärravläst elmätare som kan mäta både förbrukning och inmatning.

Enkelriktade mätare

Används numera främst internt i anläggningen, till exempel:

• Produktionsmätare: Mäter den totala elproduktionen från solcellsanläggningen
• Lastmätare: Mäter specifika laster eller delanläggningar

Tvåvägsmätare (bidirektionella mätare)

I praktiken standard som nätmätare i Sverige:

• Mäter både uttag från nätet och inmatning till nätet i samma mätare
• Ligger till grund för elhandelsfaktura, nättariffer och eventuell ersättning för överskottsel

Smart mätare (”smarta elmätare”)

Den modernaste varianten:

• Digital mätning och kommunikation
• Timvärden (eller tätare) skickas automatiskt till nätbolaget
• Möjliggör energistyrning, effekttariffer och dynamiska elpriser
• Kan i många fall kommunicera med energihanteringssystem via HAN‑port eller liknande gränssnitt

Lastprofiler & egenförsörjningsgrad

Ett hushålls elanvändning varierar kraftigt över dygnet:

• Morgon: Relativt låg förbrukning (många är på jobbet eller i skolan), låg produktion (solen står lågt)
• Mitt på dagen: Låg last i många hushåll, maximal solproduktion → batteriet laddas
• Kväll: Hög förbrukning (matlagning, tv, belysning, ibland värmepump), ingen solproduktion → batteriet urladdas

För att nå en hög egenförsörjningsgrad (andel av årsförbrukningen som täcks av egen sol-el) måste tre faktorer dimensioneras i balans:

1. Produktion (kWp): Hur mycket kan anläggningen maximalt leverera?
2. Lager (kWh): Hur mycket energi kan lagras i batteriet?
3. Förbrukning (kWh/år): Hur mycket el använder hushållet?

Regler, standarder och energideklarationer i Sverige

Även om den elektriska uppbyggnaden av en solcellsanläggning är likartad i Europa, skiljer sig regelverk och standarder mellan länder. I Sverige är följande särskilt relevanta:

Bygg- och elstandarder

• Boverkets byggregler (BBR) anger krav på bland annat bärförmåga, brandskydd, fuktsäkerhet och energihushållning när solceller integreras i eller monteras på byggnader.
• Elinstallationsreglerna SS 436 40 00 och Elsäkerhetsverkets föreskrifter styr hur solcellsanläggningar ska projekteras och installeras ur elsäkerhetssynpunkt.
• För värmeisolering och U‑värden används i Sverige standarder som SS‑EN ISO 6946 (värmemotstånd och U‑värde för byggnadsdelar), implementerad genom BBR:s energikrav.
• För dimensionering av byggnaders energibehov och värmesystem används bland annat EN 12831 (värmeeffektbehov) som teknisk grund, men i praktiken styrs projekteringen av BBR:s energiprestandakrav snarare än en nationell DIN‑motsvarighet.

Energiprestanda och energideklaration

• Alla större byggnader och de flesta bostadshus ska enligt Lag (2006:985) om energideklaration för byggnader ha en energideklaration.
• Energiprestanda uttrycks i kWh/m² Atemp och år, och deklarationen innehåller en energiklass A–G.
• Solcellsproduktion påverkar byggnadens köpta energi och kan därmed förbättra energiklassen, men beräkningen följer Boverkets metodik och skiljer sig från vissa andra EU‑länder.

Energimärkning av produkter

Solcellsmoduler och växelriktare omfattas inte av samma energimärkningssystem som hushållsapparater, men:

• Växelriktare och batterier ska uppfylla relevanta EU‑förordningar, EMC‑ och säkerhetsstandarder (t.ex. SS‑EN 62109 för säkerhet hos kraftelektronik för PV).
• För hushållsapparater, värmepumpar och andra laster i huset gäller EU:s energimärkningssystem med klasser A–G, vilket är viktigt när man planerar helheten i ett energieffektivt hus med solceller.

Stöd och ekonomiska incitament i Sverige

I stället för tyska stöd som BAFA eller KfW finns i Sverige andra ekonomiska styrmedel för solceller och energieffektivisering. De viktigaste (läget 2024/2025) är:

Skattereduktion för grön teknik

• Gäller för privatpersoner som installerar solceller, batterilager eller laddbox hemma.
• Hanteras som ett avdrag direkt på fakturan, liknande ROT.
• För solceller är avdraget normalt 15 % av arbets- och materialkostnaden, för batterilager och laddbox upp till 50 % (procentsatser kan ändras, kontrollera aktuella regler hos Skatteverket).
• Maximalt underlag per person och år är begränsat; se Skatteverkets aktuella beloppsgränser.

Ersättning för överskottsel

• Småskaliga producenter (”mikroproducenter”) får ersättning för inmatad el från sitt elhandelsbolag.
• Nätbolaget kan dessutom ge en nätnyttaersättning för den el som matas in lokalt.
• Som mikroproducent kan man få en skattereduktion på 60 öre/kWh för inmatad el upp till en viss årlig gräns (kontrollera aktuella nivåer och villkor i Inkomstskattelagen och hos Skatteverket).

Stöd till energieffektivisering och renovering

• För privatpersoner används främst ROT‑avdraget för energieffektiviserande åtgärder som tilläggsisolering, fönsterbyte och vissa installationer.
• För flerbostadshus och lokaler finns periodvis riktade stödprogram via Boverket eller Energimyndigheten, exempelvis för energieffektivisering eller klimatomställning. Dessa program ändras över tid och bör alltid kontrolleras i aktuell information från respektive myndighet.

Stöd till solceller i företag och lantbruk

• Företag, lantbruk och bostadsrättsföreningar kan i vissa fall söka investeringsstöd eller klimatrelaterade stöd via Klimatklivet, Landsbygdsprogrammet eller andra program som administreras av Naturvårdsverket, Jordbruksverket eller länsstyrelserna.
• Villkor, stödnivåer och ansökningsperioder varierar och måste kontrolleras i respektive program.

Slutsats: Så tar sig solelen fram till vägguttaget

Läs vidare: AC/DC i solcellsanläggningar: Växelriktare och omvandling

Källor

• Solaranlage-Ratgeber: Photovoltaik-Technik
• DZ4: Solar-Installation
• 1KOMMA5°: PV-Aufbau
• HTW Berlin: Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme