Nu går solcellerne ind i en ny æra

Det var ny energi til solcellerne, da vor tids levende sammensmeltning af Georg Gearløs og Joakim von And, amerikaneren Elon Musk, fremviste Teslas nye solcelletag sidste efterår. Her er de enkelte tagsten omdannet til solpaneler, og det har man ikke set før. I hvert fald ikke bakket op af så store forretningsmæssige ambitioner. Lanceringen på det amerikanske marked sker her i efteråret – et års tid efter præsentationen – og det kan være startskuddet til en ny æra for solcellerne.

For selvom solcellepaneler er blevet et ret almindeligt syn på danske parcelhustage, er det, som om teknologien ikke rigtig har fået luft under vingerne. Der har været store forventninger til, at vi kan lade solen klare vores elforsyning, men vi er blevet en anelse skuffede. Økonomien hænger kun nogenlunde sammen, selvom tilbagebetalingstiden for en solcelleløsning til en husstand i dag er betydelig lavere end et solcelleanlægs levetid på i hvert fald 20-25 år. Man bliver dog ikke rig af at producere sin egen strøm.

At solceller har været en omdiskuteret forretning, skyldes ikke kun de få solskinstimer og den lave solhøjde her oppe nordpå i Danmark, men især, at solceller hidtil har været ret ineffektive. En solcelle er i dag maksimalt i stand til at udnytte 25 procent af solens energi, i praksis snarere 15 procent eller mindre. Og særlig kønne er de traditionelle solcellepaneler jo heller ikke på et rødt teglstenstag, medmindre man er fascineret af den teknologiblå udstråling.

Se også: Drop tastaturet – tal dine tekster

Også andre end Tesla forsøger sig med solpaneler, som kan integreres i tage, for eksempel Ikea. Teslas løsning er dog mere radikal og elegant, fordi solcellerne er bygget sammen med solcelletyndfilm (der benytter pulveriseret silicium) inde i de enkelte tagsten, som er udført i brudsikkert glas.

Det er en praktisk løsning, selvom tyndfilm heller ikke er særlige effektive. Men den æstetiske fordel vil måske kunne lokke flere husejere til at satse på solen som kilde til elektricitet. Et hus skal jo have et tag, så hvorfor ikke et tag, som kan omdanne lys til el?

Sådan er det i Danmark

Der er endnu ingen dokumentation for, hvor effektive Tesla-tagstenene er. Hvis du alligevel drømmer om sådan et tag, skal du nok have tålmodighed et stykke ind i 2018 eller længere, selvom du allerede nu kan reservere et Tesla-tag på firmaet hjemmeside. Det kræver ”blot”, at du lægger et depositum på 6920 kroner. Så tøv en kende.

Se også: Quiz: Elon Musk og Tesla

På dansk grund har tusindvis af boligejere reduceret deres elregning med et solcellepanel af mere traditionel art. Og her er man mere på sikker grund, hvad angår pris og tilbagebetalingstid. I Danmark benytter man en timebaseret ”nettomåleordning”, der be-tyder, at al den strøm, som dit solpanel producerer, og som du selv bruger i samme time, som den produceres, modregnes i din elregning lige over.

Du sparer på den måde cirka 2 kroner for hver kilowatt-time, som du selv producerer og forbruger. Hvis du producerer mere, end du har brug for, sendes strømmen ud på det fælles elnet og afregnes til en betydelig lavere pris, typisk 1,30 kr. pr. kWh.

I dag kan man ifølge en beregning fra Energitjenesten spare cirka 7500 kroner om året med et anlæg på 5000 kWh. Prisen for et anlæg med den kapacitet – inklusive en inverter, der omdanner solpanelets jævnstrøm til 230 V vekselstrøm – afhænger af mange faktorer. Men lad os antage, at den i et konkret tilfælde er 75.000 kroner, så er investeringen altså betalt tilbage på 10 år, når man ser bort fra forrentning af eventuelt lån samt eventuelle skader.

Lille besparelse

Det lyder fornuftigt, men igen: Den årlige besparelse er i kroner og øre ret lille. Der skal stadig en del idealisme til hos boligejeren: At han/hun vil gøre noget godt for klimaet og miljøet. Eller i hvert fald signalere sin miljøholdning. Solcellerne konkurrerer nemlig ikke kun med kraftværkernes kul, men også med vindmøllerne. De har hidtil vist sig som en langt mere effektiv løsning, så de er altså endnu mere klimavenlige.

Farvel til kraftværkerne

Men hvad kan vi forvente af fremtiden? Kan solceller gå hen og få så høj en virkningsgrad, at vi kan lukke kraftværkerne og lade hver enkelt bolig fremstille sin egen klimavenlige strøm? Det er en af de visioner, der ligger bag Teslas tagsten.

Se også: Elon Musk: Den amerikanske drømmer

Strømmen skal her gemmes til nattetimerne eller mørke dage i et ret kompakt batteri, som kan monteres på væggen i enhver bolig. Batteriet hedder Tesla Powerwall 2.0 og kan lagre 13,5 kWh, cirka halvdelen af, hvad ét menneske bruger om dagen. Batteriet koster dog over 30.000 kroner, så her en ekstra, økonomisk barriere for selvforsyningsvisionen.

Solceller bruges i dag overalt i verden til at drive for eksempel lysinstallationer, signalanlæg osv. Men de kan også med den nuværende teknologi bruges i stor skala og give økonomisk mening. I Los Angeles for eksempel har en initiativgruppe foreslået et soldrevet, havbaseret anlæg, der skal omdanne havvand til drikkevand. Anlægget er formet som et mere end hundred meter langt rør.

Men muligheden for teknologiske gennembrud, der kan løfte solcellerne frem som en betydningsfuld energikilde, gemmer sig især i universiteternes forskningslokaler. Blandt de løfterige projekter er plastsolceller fra DTU Energi på Danmarks Teknologiske Institut. Disse solceller er bløde og kan rulles sammen og monteres næsten hvor som helst.

Her benyttes ikke silicium, men tynde lag af lysfølsomme materialer, som bliver lagt på en bærefilm af plast. Man kan faktisk fremstille en form for blæk af de aktive materialer og trykke dem på en hel rulle ad gangen. Plasten er meget tynd. Lagt ud på en hel fodboldbane skal man kun bruge 750 gram aktive materialer.

Se også: AI og maskinlæring udpeger uroligheder

Virkningsgraden er ikke bedre end ved andre solcelleteknologier, men løsningen er langt mere fleksibel. I demonstrationsprojekter er solcellerne blevet brugt på gardiner, på skyggesejl og i en solcelledrevet biograf.

Varme solceller

På det førende tekniske universitet i USA., MIT, går eksperimenterne i en helt anden retning. Universitet kalder sit projekt “hot solar cells”.

Lyset fra solen absorberes af små, helt sorte rør af kulstof, som varmes op til 1000 graders varme (som lava). Herefter omdannes varmen til lys i et lag af fotokrystaller, og dette lys har de bølgelængder, som siliciumsolceller er særlig gode til at omdanne til elektricitet. Det samlede resultat er en langt højere virkningsgrad end ellers ved solceller.

De to forskningsprojekter viser de to hovedretninger i solcellernes fremtidige udvikling. Den ene retning vil gøre solcellerne mere fleksible, så de kan bruges flere steder end i dag. DTU Energi er blot en af deltagerne i denne gren. Også på University of California, Los Angeles, (UCLA), forskes der i udvikling af plastsolceller, men her kan de for eksempel klæbes på vinduer, hvor de både kan skygge for skarpt sollys og omdanne sollyset til elektricitet.

Den anden retning er bestræbelserne på at øge virkningsgraden, så solen som kilde til elektricitet hænger bedre sammen økonomisk, og så ikke mindst de områder på kloden, der ligger særligt nordligt eller sydligt, kan komme med ind i en lysere fremtid.