Fotoelektriska solenergisystem

Verksamhetsprincip och systemtyper

Solceller omvandlar energin från solens strålar till elektrisk energi genom den fotoelektriska effekten. Spänningen i en solcell är ungefär bara 0,5 volt. Solpaneler består av enskilda solceller som är seriekopplade eller i vissa fall parallellkopplade. Panelerna i solenergisystemet sätts ihop till ännu större solpanelsystem.

De solenergisystem som solpanelerna bildar (solkraftstationer) kan delas in i två grupper: solpaneler som inte är anslutna till elnätet utan arbetar fristående med sektionerad drift (så kallat off grid-system) och sådana som är anslutna till eldistributionsnätet och arbetar parallellt med det (så kallat on grid-system).

Fristående system

Fristående system används till exempel på sommarstugor och fordon. Sådana system är ofta kopplade till en ackumulator eller ett ackumulatorbatteri, vilket gör att energin kan lagras. Fristående system är ofta likströmssystem (DC) på 12 V/24 V. Genom att använda ett sådant system kan man till exempel få led-belysning till sin sommarstuga eller ladda ackumulatorer i campingfordon eller båtar.

Eftersom den nominella spänningen i ett sådant solenergisystem inte överskrider 120 V kräver installation av systemet enligt 56 § i elsäkerhetslagen inte behörighet att utföra elarbeten. Även vid installation av ett sådant system skall installatören sensoriskt säkerställa att installationen är säker och se till installationsanvisningarna har följts.

Om man vill använda elektrisk utrustning som kopplas in i ett vanligt eluttag på 230 V kan man koppla in en växelriktare, en inverter, till systemets ackumulatorbatteri. Till växelriktarens eluttag kan en enstaka elapparat anslutas.

En fastighet som saknar anslutning till elnätet kan förses med ett vanligt elsystem med bland annat vägguttag och belysning med hjälp av ett solenergisystem, ackumulatorbatteri och växelriktare. För att bygga ett sådant system krävs behörighet för elinstallationer i fastigheter (minst S2 eller motsvarande tidigare behörighet). Vid installationerna ska kraven gällande elinstallationer i fastigheter och solenergisystem följas.

System som arbetar parallellt med elnätet

System som arbetar parallellt med elnätet, som solenergisystem för lantbruksfastigheter eller bostads- och företagsfastigheter, ansluts till elnätet på 230/400 volt. I ett system som arbetar parallellt med distributionsnätet omvandlar växelriktaren likströmmen som panelerna producerar till växelström. Via växelriktaren ansluts solenergisystemet till fastighetens elnät och vidare till distributionsnätet.

Systemet ansluts till elnätet genom säkringar i en gruppcentral eller mätcentral, där kabeln från växelriktaren kopplas in. Av säkerhetsskäl måste växelriktaren ha en automatik som hindrar solenergisystemet från att mata el till nätet under ett elavbrott, till exempel när det är något fel på elnätet.  För att få ansluta ett solenergisystem till distributionsnätet måste man ansöka om tillstånd från det lokala elnätsbolaget.  Nätbolaget måste oftast också ha tillgång till solenergisystemets frånskiljningsställe, till exempel till huvud- eller säkerhetsbrytaren.

Märke som visar att byggnaden har ett solenergisystem

För att trygga säkerheten för service- och räddningspersonal måste objekt med solenergisystem förses med det här märket. Märket måste sättas upp vid elinstallationens anslutningspunkt, mätpunkt och vid elcentralen som matas med solenergisystemet.

 

 
Bild: Märke som visar att byggnaden har ett solenergisystem.

Solenergi och distributionsnätet

I ett system som är anslutet till distributionsnätet används i första hand el från solenergin vid förbrukningstillfället. Om förbrukningen är högre än vad systemet producerar tas även el från distributionsnätet. Eventuell extra el som solpanelerna producerar kan i sin tur säljas till elbolaget.

När den nominella effekten på ett solenergisystem som är anslutet till elnätet är högst 100 kVA brukar man tala om mikroproduktion av solenergi. Ett sådant system är oftast dimensionerat så att elen som systemet producerar i huvudsak används på den plats där den produceras. Större småskaliga produktionsanläggningar har en kapacitet över 100 kVA, dock högst 2 MVA. För den här typen av system kan man i vissa fall till och med behöva bygga ett eget jordningssystem. Det måste utredas av områdets distributionsnätsbolag. Solkraftsstationer över 2 MVA producerar el professionellt, till exempel för industrianvändning eller till elbolagets distributionsnät.

Solenergisystemets delar

Ett solelsystem består av solpaneler, likströms- (DC) och växelströmskablage (AC), växelriktare, frånskiljningskopplare, elcentralen som systemet kopplas in i samt en dubbelriktad elmätare. Växelriktaren kan vara en separat apparat eller så kan den vara integrerad i solpanelen (s.k. mikroinverter). Om det handlar om en fastighet kan solpanelerna fästas på tak, väggar eller en ställning på marken. Till systemet kan även ett ackumulatorbatteri läggas till som lagrar el. 

Att installera solenergisystemet och ansluta det till nätet

För att ansluta ett solenergisystem till nätet krävs alltid att man har behörighet att utföra elarbete. Elarbete kräver behörighet när det handlar om installation på till exempel en sommarbostad eller egnahemshus, och såklart även för mer omfattande system. Det handlar om installations- och ledningssystem med flerledare, alltså ett normalt installationsarbete som kräver elbehörighet S2.

Ibruktagningsbesiktning 

Enligt elsäkerhetslagen måste systeminstallatören dock, precis som för andra elinstallationer, göra en ibruktagningsbesiktning av solenergisystemet. Besiktningsprotokollet måste överlåtas till installationsinnehavaren. Protokollet över ibruktagningsbesiktningen är entreprenörens skriftliga försäkran om att systemet inte kommer att innebära någon fara för användaren och att den är rätt installerad enligt bestämmelserna. En del av kraven för mätning och testning vid ibruktagningsbesiktning av elsystem avviker lite från ibruktagningsbesiktning av traditionella elinstallationer. Mer om det hittar du bland annat i standarden SFS-EN 62446-1 Aurinkosähköjärjestelmät (Solenergisystem).

Du kan kontrollera vilka aktörer som har rätt att installera solelsystem i Tukes register över verksamhetsutövare.

För konsumenten är det säkrast att skaffa en färdig paketlösning

Man bör också beakta säkerhet och rätt installationssätt för mindre, fristående solenergisystem under 120 V (så kallade off grid-system). För konsumenten är det säkrast att skaffa en färdig paketlösning, där systemtillverkaren har valt säkra och kompatibla komponenter. Komponenterna ska installeras enligt tillverkarens installationsanvisningar och på ett sätt som skyddar från externa skador och fuktorsakad oxidering. Man bör särskilt tänka på att fästa kablarna tillräckligt väl, att skydda dem tillräckligt mycket på ställen där de kan exponeras för skador samt att genomföra kopplingarna på rätt sätt. Det är installatören som har ansvar för att genomförandet görs säkert och enligt anvisningarna. 

Även en låg likspänning på 12 V kan kortsluta och orsaka brand! Om du inte är säker på hur du gör en korrekt installation, låt en yrkesutbildad person göra installationen, även om det är ett litet system.

Standarder och anvisningar

Vid installation av solenergisystem följs standarden SFS 6000 Lågspänningselinstallationer, del 7-712: Krav för specialutrymmen och -installationer. Fotoelektriska solenergisystem. Standardens del 5-55 punkt 551 ”Generatoranläggningar för lågspänning” gäller även solenergisystem och kraven måste beaktas vid installationer. Extra krav gällande bland annat ibruktagningsbesiktningar av systemen finns beskrivna i standarden SFS-EN 62446-1 Aurinkosähköjärjestelmät (Solenergisystem). Användbara praktiska anvisningar och allmän information om systemen har samlats i Sähkötieto ry:s publikation St-handbok 40 Aurinkosähköjärjestelmien suunnittelu ja toteutus (Planering och genomförande av solenergisystem). En aktör som ska installera ett solenergisystem bör noggrant sätta sig in i installationsanvisningarna och standarderna för installationer.

Användarsäkerhet

Ett välplanerat och rätt installerat solenergisystem med komponenter av hög kvalitet är en miljövänlig och säker energikälla. Solpaneler är strukturellt hållbara. Stor punktbelastning, till exempel att gå på panelerna eller att ett tungt föremål faller på dem, kan dock göra att de går sönder. Om en solpanel skadas måste den omedelbart repareras enligt tillverkarens anvisningar. Detta förhindrar att vatten kommer in i solpanelen. I annat fall kan fukten orsaka oxidering, vilket ökar risken för kortslutning i panelen. Om det inte är möjligt att reparera solpanelen, ska den trasiga panelen tas ur bruk eller ersättas med en ny.

När systemets kablage och installationsprodukter har installerats enligt elinstallationsstandarden och de används enligt anvisningarna är de normalt sett hållbara och säkra. Om någon del av systemet utsätts för extern skada, ska den skadade delen repareras eller bytas ut av en yrkesutbildad elentreprenör. Trasiga kablar kan i värsta fall leda till en elstöt eller brand.

Solpanelerna kan rengöras på våren och hösten i enlighet med tillverkarens anvisning, så att det inte samlas smuts på panelens yta, vilket kan försämra dess funktion. På vintern är det möjligt att försiktigt borsta bort snö från panelen så att det inte uppstår tjocka snömängder eller is på panelens yta.