Snö på Solceller: Solpanelers Elproduktion på Vintern

I denna artikel går Hemsol igenom hur solcellers elproduktion påverkas av snö, hur hänsyn tas till snölast samt hur solceller bör placeras med tanke på snö. Vidare behandlas vilken effekt kyla har på solceller samt skillnaden i solpanelers elproduktion mellan vinter och sommar.

 


Sammanfattande fakta om snö på solceller

  • Enbart solceller täcker normalt sett inte en villas elbehov på vintern.
  • Solceller ger grovt räknat 5 gånger mer el på sommaren än på vintern.
  • Täcks en solcell med 2 cm snö minskar dess elproduktion med 80–90 %.
  • Upplutade solpaneler placerade i söderläge är bäst med avseende på snö.
  • Solpaneler kan skadas vid avlägsning av snö
  • Både snölast och takkonstruktion måste beaktas vid val av solpanel.
  • Solpaneler klarar normalt de snölaster de utsätts för i Sverige.

Hur påverkas solpaneler av snö?

En norsk studie av Andenae E. et al. har påvisat att snö och is kan slita på en solpanels yta (1). Detta slitage visar sig främst genom att en solpanels förmåga att repellera vatten och is kan försämras över tid. Stora snölaster kan också medföra en risk för att solpaneler går sönder.

Det tryck snö utövar på solpaneler kan därför behöva därför beaktas vid val av solpaneler och övriga komponenter.

Illustartion över hur snömängder påverkar solcellers elproduktion.
Bild 1. Så påverkar snömängder solcellers elproduktion.

Snötäckta solceller har lägre elproduktion

Enligt en norsk studie av Andenae E. et al. sjunker elproduktionen från en solcell med 80–90 procent om solcellen är täckt med cirka 2 cm snö (2). Är snötäcket däremot tio centimeter tjockt producerar solcellen normalt ingen ström alls.

Anledningen till detta är att ju tjockare ett snötäcke är över en solpanel, desto mindre del av solens strålning når fram till panelen. Elproduktionen från en solcell är med andra ord proportionellt mot den solinstrålning som når solcellen genom snötäcket.

Reflektion från snö kan öka en solcells elproduktion

Är marken i närheten av en solpanel täckt med snö leder detta till en ökning av en solpanels elproduktion. Anledningen är att snö reflekterar både direkt solinstrålning och diffus solinstrålning mot markytan mycket bra.

Enligt RISE kan nysnö reflektera så mycket som 90 % av solens instrålning medan gammal snö reflekterar runt 60 %. Motsvarande siffror är ungefär 27 % för gräs och 8 % för asfalt (3). Vidare gäller att ju högre lutning en solpanel har, desto större andel av den solinstrålning som reflekteras från marken kan nå solpanelen.

Enligt en beräkningsmodell från PVsyst träffas en solpanel med en lutning på 30 grader bara av 7 % av den strålning som reflekteras från marken (4). För en solpanel med 60 graders lutning når däremot 25 % av den solinstrålning som reflekteras från marken solpanelen.

Solceller i söderläge och med brant lutning är bäst med tanke på snö

För att minimera påverkan av snö bör solceller placeras i söderläge med så hög lutning som möjligt. Anledningen är att ju brantare lutning en solpanel monteras i, desto mindre blir risken att snö fastnar på panelen. Därutöver smälter snö bort snabbast i söderläge.

Valet av solpanelers lutning görs dock i normala fall för att uppnå maximal elproduktion och inte primärt med hänsyn till snö. Ur produktionssynvinkel är runt 40–45 graders lutning och söderläge oftast ett optimalt val. Vid denna lutning glider även snö av relativt lätt från solpaneler.

Det finns därför inget betydande motsatsförhållande vid val av solpanelers lutning och väderstreck med avseende på snö respektive solelproduktion.

Is och snö som smälter och fryser om vartannat kan skada solpaneler

Framförallt på våren smälter och fryser snö på solpaneler. Detta resulterar i en sned fördelning av det mekaniska tryck som påverkar ramarna kring solceller. Följden kan bli att ramarna töjs ut och att fukt lättare tränger in i solpaneler. Över tid kan detta leda till skador på solceller.

Problemet med frysskador på solpaneler anses däremot inte särskilt vanligt förekommande. I en sammanställning av incidenter i svenska solelanläggningar av RISE hittades endast ett misstänkt fall i Umeå (5). Det handlade om att ramen på en solpanel var skadad och den troliga orsaken var upprepade frysningar och avsmältningar av snötäcket.

Sedan ungefär två år tillbaka finns dock en internationell standard (IEC 62938) för provning av tålighet mot ojämnt fördelad snölast. Det kan därför rekommenderas att välja solpaneler som uppfyller IEC 62938 i snörika områden där temperaturen ofta pendlar runt 0 grader Celsius.

Val av solpaneler med avseende på snölast

Innan solpaneler installeras behöver det fastställas hur stor snölast panelerna kan tänkas utsättas för. Därefter väljs solpaneler och övrigt material som klarar denna snölast. Vid stora snölaster kan också en extra skena behöva monteras under varje solpanel för att de ska klara trycket från snön.

Beräkningar av snölast är relativt komplicerade och bör därför utföras av en solcellsinstallatör. Det är även en solcellsinstallatör  som bör anpassa en solcellsanläggning så att samtliga komponenter klarar snölasten. Se också: Guide för val av solpaneler

Hur stor snölast tål solpaneler?

De flesta solpaneler tål snölaster på cirka 5,4 kN/m2 (6). Det motsvarar 0,6–1,2 meter snö beroende på snöns densitet. Vid gynnsamma takförhållanden kan standardsolpaneler därför monteras i hela Sverige med undantag av vissa fjälltrakter. Vid behov finns också solpaneler som klarar hela 9,0 kN/m2.

För att bestämma vilken snölast en solpanel tål testas de normalt enligt den internationella standarden IEC 61215. IEC 61215 har också antagits som europeisk standard med beteckningen EN 61215. Den är en typprovning av solcellspaneler som används när belastningen, till exempel från snö, sker över en jämn yta.

Hur stor snölast är det sannolikt att solpanelerna utsätts för?

Hur stor snölast en solpanel utsätts för beror både på snölasten vid marknivå och takets konstruktion. Enligt Boverket varierar snölasten på mark från 1,0 kN/m2 vid Skånes västkust till 5,5 kN/m2 i västra Jämtlandsfjällen (7).

I Götaland och Svealand, förutom Skåne västkust, är variationen i snölast mellan 1,5–2,5 kN/m2. Vid beräkningen för dimensionering av snölast har Boverket utgått från en snölast som återkommer en gång på 50 år.

Snölastzoner indelas i Newton, som är måttenheten för kraft. För att omvandla denna till massa (kg) kan värdet i Newton divideras med 10 (egentligen cirka 9,82). En snölast på 2 kN/m2 motsvarar med andra ord en snömassa på cirka 200 kg/m2.

Boverkets beräkning av snölast för till exempel solceller

Solceller utsätts för olika snölaster beroende på vilken typ av tak de monteras på samt var i landet de installeras. För att räkna ut vilken snölast solpaneler kommer utsättas för används Boverkets beräkningar. Snölastberäkningar görs normalt av en solcellsinstallatör i samband med installation.

Boverket beräknar snölasten för till exempel solceller enligt nedanstående formel (8):

s=s0 Ct . där:

  • s0 är grundvärde för snölast.
  • är en formfaktor för tak.
  • Ct är en termisk koefficient.
Grundvärde för snölast

Grundvärdet för snölast beskriver det tryck som snö utövar på marknivå. Boverket anger värden för snölast för alla områden i Sverige. Eftersom både snödjup och snödensitet varierar inom landet, skiljer sig därför också snölastens grundvärde åt mellan olika områden.

I regel är värdet för snödjup högre i norr och snöns densitet högre i Götalands kustland och på Öland och Gotland. Till exempel finns områden i norra Sverige där grundvärdet för snölast är 4,5 gånger så högt som i stora områden i Skåne.

Formfaktor för tak

Ett taks formfaktor är ett mått på hur lutning och utformning påverkar vilket tryck det utsätts för i relation till snölast på marknivå. Utformningen har stor betydelse för hur mycket ett tak belastas av snö. För exempelvis sadeltak minskar belastningen ju mer lutningen överstiger 30 grader.

Även för relativt vanliga taklutningar kan ett taks formfaktor skilja med en faktor 8. Det betyder att ett tak utsätts för åtta gånger så hög belastning som ett annat vid samma snölast på marknivå. Observera dock att ovanstående endast gäller om solpanelerna installeras i samma lutning som taket.

Termisk koefficient

Den termiska koefficienten beror till exempel på energiförluster genom tak eller annan termisk påverkan. Normalvärdet för den termiska koefficienten är 1,0, den påverkar således i detta fall inte alls den beräknade snölasten.

För glatta tak med liten isolerande förmåga, till exempel glastak, är den termiska koefficienten dock betydligt mindre än 1. Har sådana tak en lutning mot horisontalplanet på över 45 grader kan Ct sättas = 0, det vill säga man bortser här helt från eventuell snölast.

Tillräckliga avstånd mellan ett snörasskydd och en solpanel

Enligt Taksäkerhetskommitten gäller grundregeln att avståndet mellan snörasskydd och solpaneler ska vara minst 1 000 mm för ett 150 mm högt snörasskydd (9). För tak med en lutning på 15 grader eller lägre räcker det dock med ett avstånd på minst 800 mm.

Anledningen att det krävs ett avstånd mellan solceller och snörasskydd är att solpanelernas yta hamnar 100–150 mm ovanför takets yta. Är avståndet mellan snörasskydd och solpaneler för litet, ökar sannolikheten att snö och is glider över snörasskyddet.

Avstånd mellan solpaneler och snörasskydd som är högre än 150 mm

Är ett snörasskydd högre än 150 mm minskar sannolikheten att snö glider över skyddet. Å andra sidan ökar istället risken att ansamling av snö påverkar solpanelers elproduktion. Oavsett höjd på snörasskyddet bör avståndet mellan snörasskydd och solpaneler vara minst 700 mm men aldrig lägre än 500 mm.

Anledningen till detta minimiavstånd är att det alltid ska finnas möjlighet att förflytta sig mellan solpaneler och snörasskydd. Bild 1 nedan illustrerar taklutning, höjd på snörasskydd samt avstånd mellan solpaneler och snörasskydd.

Illustration över tak med solceller och snörasskydd.
Bild 2. Illustration över taklutning, höjd på snörasskydd och avstånd till solpaneler.

Snö kan men bör inte alltid tas bort från solpaneler

Snö kan avlägsnas från solpaneler genom att sopa med en kvast eller blåsa av solpaneler med lövblåsare. I normala fall är det dock inte att rekommendera. Dels finns det en risk att man skadar sina solpaneler, dels finns även en risk för fallskador om solpanelerna är placerade på ett tak.

Därutöver är det tveksamt om det är värt arbetet att skotta snö från solpaneler. Till exempel genererar en solcellsanläggning på en medelstor villa i genomsnitt under 10 kWh per dag på vintern. Monteras solpaneler i cirka 40 graders vinkel, vilket är normalt i Sverige, glider också i regel tjockare snölager av vid töväder.

Viktigt att tänka på om du vill att skotta av solpaneler på vintern

Vid borttagande av snö från solceller finns ett antal saker att tänka på för att undvika att skada solcellerna eller sig själv:

  • Lämna åtminstone en decimeter snö kvar på solpanelerna. Anledning till detta är att undvika att man kommer ner till själva solpanelerna som kan skadas av en borste eller skyffel.
  • Om möjligt, borsta bort snö. Skulle man av misstag komma ända ner till solpanelerna är risken lägre att solcellerna skadas av en borsthåren jämfört med kanten på en skyffel.
  • Gå inte på solpanelerna. På grund av trycket från den egna kroppsvikten bör man aldrig gå på solpaneler. Därtill är solpanelerna redan utsatta för ett betydande tryck från snötäcket.
  • Prioritera säkerheten först. Vid arbete på mer än två meters höjd bör till exempel fallskydd användas (10). Exempel på fallskydd är sele och en kopplingslina som i sin tur är fäst vid en förankringspunkt. Anlita hjälp om du inte själv kan utföra arbetet på ett säkert sätt.

En solcellsanläggning ska vara dimensionerad för att klara snölaster

Det är en solcellsinstallatörs ansvar att se till att en installation av solpaneler utförs så att installationen klarar av dess förväntade snölast. Därför behövs snö i regel inte avlägsnas.

Det kan trots detta ändå finnas tillfällen då det är önskvärt att ta bort snö från solpaneler. Ett sådant tillfälle kan vara för att undvika risk för snöras från tak vid stora mängder snö.

Hur mycket mindre el ger en solpanel på vintern jämfört med sommaren?

En solcell producerar ungefär en femtedel så mycket el på vintern (dec–feb) jämfört med på sommaren (jun–aug). Det betyder att 1 kW installerade solceller producerar ungefär 80 kWh på vintern och 400 kWh på sommaren. Fördelningen av solcellers årsproduktion beror dock på var solcellerna är belägna.

Enligt en rapport från Elforsk producerar en solcell i Luleå ungefär lika mycket el som en solcell i Malmö under ett år (11). Samma rapport visar också att en solcell i Luleå producerar mer el under det första halvåret jämfört med en solcell i Malmö.

Detta förklaras huvudsakligen av att skillnaden i temperatur mellan Luleå och Malmö är större under det första halvåret jämfört med det andra halvåret. Eftersom en lägre temperatur innebär att en solcell arbetar effektivare är detta fördelaktigt för en solcell i Luleå jämfört med en i Malmö.

Graf över månatlig elproduktion för 1 kW solceller från oktober till september, vinter och sommar elproduktion utmärkt med gult och blått.
Bild 3. Graf över månatlig elproduktion för 1 kw solceller i Sverige.

Varför producerar en solcell mindre el på vintern än på sommaren?

Solceller producerar färre kWh el på vintern än på sommaren därför att instrålningen från solen är lägre. Den lägre solinstrålningen beror framförallt på att dagarna är kortare på vintern än på sommaren. Därtill är solens vinkel över horisontalplanet mindre, vilket bidrar till en svagare instrålning.

Att solens vinkel över horisontalplanet är lägre kan också leda till att solceller i högre utsträckning skuggas. Vidare är det normalt sett högre molnighet på vintern vilket också påverkar hur mycket el solceller producerar.

Värdet av en kWh från en solcell är större på vintern än på sommaren

En kWh som produceras av en solcell på vintern har normal sett ett högre ekonomiskt värde än en kWh som produceras på sommaren. Som framgår av tabell 1 och tabell 2 nedan beror detta på att är elpriset normalt sett är högre under de mörka månaderna jämfört med på sommaren.

Tabell 1. Genomsnittligt rörligt elpris öre/kWh per månad för år 2019 till 2021.
MånadZon 1 (Norra Sverige)Zon 2 (Norra Mellansverige)Zon 3 (Södra Mellansverige)Zon 4 (Södra Sverige)
Januari51,7451,9153,9455,53
Februari45,5745,7351,3051,65
Mars34,9034,9540,9644,76
April33,3933,3937,4242,22
Maj37,7537,8540,8343,29
Juni33,1733,1840,3752,89
Juli42,0642,4145,0454,55
Augusti48,8448,7258,0767,05
September50,7450,8365,1877,07
Oktober37,6037,7653,9264,68
November43,9243,9265,3778,68
December51,0251,4396,49100,78
Tabell 2. Rörliga elpriset i förhållande i till “genomsnittsmånaden”. Avser perioden från år 2019 till och med år 2021.
MånadZon 1 (Norra Sverige)Zon 2 (Norra Mellansverige)Zon 3 (Södra Mellansverige)Zon 4 (Södra Sverige)
Januari122%122%100%91%
Februari107%107%95%85%
Mars82%82%76%73%
April78%78%69%69%
Maj89%89%76%71%
Juni78%78%75%87%
Juli99%99%83%89%
Augusti115%114%107%110%
September119%119%121%126%
Oktober88%88%100%106%
November103%103%121%129%
December120%121%178%165%

Grunddata, genomsnittligt rörligt elpris i kr/kWh per månad, som använts för att sammanställa tabell 1 och tabell 2 är hämtade från Vattenfall (12).

En solcells verkningsgrad är högre på vintern när det är kallt

Kyla påverkar en solpanels verkningsgrad positivt, vilket innebär att en solpanel är effektivare på vintern än på sommaren. En solcell som håller temperaturen 15 grader är till exempel cirka 4% mer effektiv än en solcell med temperaturen 25 grader.

Hur en solcells effektivitet påverkas av temperaturen beskrivs av temperaturkoefficienten.  Temperaturkoefficienten anger den procentuella skillnaden i elproduktion vid en temperaturskillnad på 1 grad Celsius på solcellen.

Enligt Solar.com varierar värdet på temperaturkoefficienten vanligen mellan –0,3%/C° och –0,5%/C° (13) Temperaturkoefficienten för en solpanel finns normalt angiven på solpanelens produktblad. Verkningsgraden för en solpanel ökar med andra ord desto kallare det blir.

Vanliga frågor

Kan solceller installeras på vintern?

Solceller kan ofta, men inte alltid, installeras under vintern. Är till exempel ett tak för halt på grund av is eller snö som inte kan skottas bort, kan en installation av solceller inte genomföras.

Det är den enskilde installatören som avgör om det går att utföra en säker installation av solceller.

Kan enbart solpaneler täcka en villas energibehov på vintern?

Nej, normalt sett kan en villas energibehov inte täckas enbart med solenergi på vintern. Till exempel producerar en normalstor solcellsanläggning på 11 kWp runt 1 000 kWh mellan november och februari. Det motsvarar grovt räknat en tiondel av en eluppvärmd villas behov av el under samma period.

Kan solenergi sparas i batterier på sommaren och användas på vintern?

Nej, det är inte ekonomiskt lönsamt att spara solenergi i batterier för användning på vintern. Ett litiumbatteri på 4 kWh kostar cirka 20 000 kronor med ett grönt skatteavdrag (juli 2022). Denna mängd energi (4 kWh) räcker till ungefär fyra tvättar i en modern tvättmaskin.

Det är därför bättre att sälja eventuell överskottsproduktion på sommaren än att säsongslagra solelen i ett batteri för solenergi. Batterier kan dock användas för att lagra energi på framförallt daglig basis. Därigenom kan andelen egen konsumtionen av den elenergi som solcellerna producerar ökas.

Varför har jag ingen elproduktion även om vissa solpaneler är snöfria?

En anledning till att elproduktion uteblir kan vara att när solpaneler skuggas av snö sjunker spänningen i anläggningen. Skuggas ett flertal solpaneler samtidigt kan spänningen därigenom sjunka under växelriktarens arbetsspänning. Detta leder till att växelriktaren stängs av.

Ett sätt att kringgå detta problem är att förse de enskilda solpanelerna med optimerare. Vidare påverkar en snötäckt solpanel inte de solpaneler som tillhör en annan sträng. Alldeles oavsett orsak till att elproduktion uteblir är ofta ett bra första steg att kontrollera om växelriktaren fungerar.

Kan man ha solceller i Norrland även fast vintrarna är långa?

Ja, enligt en rapport från Elforsk producerar en solcell i Luleå på årsbasis ungefär lika mycket som en solpanel i Malmö (11). Över året är instrålningen i Luleå något lägre än i Malmö. Detta kompenseras dock av att solcellen i Luleå har en högre verkningsgrad tack vare det kallare klimatet.

Finns system för att värma solceller på vintern för att få bort snö?

Ja, det finns system för att värma solceller på vintern för att smälta snö. Ett exempel på ett företag som säljer sådana produkter är Soltech Energy Solutions (14). System för att värma snö har dock relativt stora investeringskostnader och lämpar sig därför ej för villatak.

Källhänvisningar

  1. Andenae E. el al, The influence of snow and ice coverage on the energy generation from photovoltaic solar cells, Norwegian University of Science and Technology, maj 2017, sida 16, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X17309581#:~:text=Snow%20and%20ice%20may%20form,shaded%20(Deline%2C%202009). (hämtad 2022-08-24)
  2. Andenae E. el al, The influence of snow and ice coverage on the energy generation from photovoltaic solar cells, Norwegian University of Science and Technology, maj 2017, sida 9, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X17309581#:~:text=Snow%20and%20ice%20may%20form,shaded%20(Deline%2C%202009). (hämtad 2022-08-24)
  3. Lindh A, Petersson A.M. et al. ,Handbook för nordlig solel Rapportnummer 2020:61, RISE, 2020,  sid 8, http://ri.diva-portal.org/smash/get/diva2:1450744/FULLTEXT02.pdf (hämtad 2022-08-24)
  4. ”The Hay Transposition Model”. PVsyst. SA, . https://www.pvsyst.com/help/models_meteo_hay_model.htm (hämtad 2022-08-24)
  5. Sammanställning av incidenter i svenska solelanläggningar, RISE Research Institute of Sweden Ab, november 2019, sida 14, https://www.energimyndigheten.se/493104/globalassets/tester/incidentrapportering-for-solceller-i-sverige-7-nov-2019-signerad.pdf (
  6. Andenae E. el al, The influence of snow and ice coverage on the energy generation from photovoltaic solar cells, Norwegian University of Science and Technology, maj 2017, sida 15, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X17309581#:~:text=Snow%20and%20ice%20may%20form,shaded%20(Deline%2C%202009). (hämtad 2022-08-24)
  7. Karta med snölastzoner, Boverket, https://www.boverket.se/sv/byggande/regler-for-byggande/om-boverkets-konstruktionsregler-eks/sa-har-anvander-du-eks/karta-med-snolastzoner/ (Hämtad 2022-08-10)
  8. Alpsten B., Bengtsson Å., Eggwertz S., Handa K., Nero K., Nylander J-O, Sundqvist H., Åkerlund S. Boverkets handbok om snö och vindlast BSV 97, utgåva 2, Boverket, 1997, sida 8, https://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/1998/handbok-sno-vindlast-utg-2.pdf (hämtad 2022-08-10)
  9. Taksäkerhet på tak med solpaneler, Särtryck ur Branschstandard Taksäkerhet, Taksäkerhetskommittén, Oktober 2019, sida 7, https://wwwtaksakerhetse.cdn.triggerfish.cloud/uploads/2019/10/Sartryck-branschregler_7-okt-2019.pdf
  10. Vad är ett fallskydd, när behövs det och hur används det?, Cresto Gruop https://www.crestogroup.com/sv/kunskapscentrum/vad-ar-ett-fallskydd-nar-behovs-det-och-hur-anvands-det/ (hämtad 2022-08-17)
  11. Stridh. B, Hedberg, L., Solceller – Snabbguide och anbudsformulär, Elforsk, maj 2011 sid 4 , https://energiforskmedia.blob.core.windows.net/media/21142/11-27-solceller-snabbguide-och-anbudsformular.pdf
  12. Prishistorik över rörligt elpris, Vattenfall, https://www.vattenfall.se/elavtal/elpriser/rorligt-elpris/prishistorik/ (Hämtad 2022-08-01)
  13. Does Solar Panel Temperatur Coefficient Matter?  Solar.com, stycke 2, https://www.solar.com/learn/does-solar-panel-temperature-coefficient-matter/ (hämtad 2022-08-22)
  14. WeightWatcher, Soltech Energy Solutions, https://soltechenergysolutions.se/vara-losningar/weightwatcher/(hämtad 2022-08-16)