Norge har sett en økning i solenergikapasiteten de siste årene. Solcellepaneler står imidlertid overfor et stort problem om vinteren: snø. Forskere modellerte hvor mye ekstra elektrisitet som kunne genereres hvis overflatene til solcellepaneler ble designet for å avvise snø og is.
Historisk sett har Norge vært trege med å ta i bruk solenergi. Interessen for denne teknologien har imidlertid vokst betydelig de siste årene. Mellom 2015 og 2021 økte landets solenergiproduksjonskapasitet 15 ganger.
«Det er en klassisk misforståelse at det ikke er nok sollys i Norge“ forklarer professor Bjørn Petter Jelle fra Institutt for bygg- og miljøteknikk ved NTNU. «På den ene siden er det delvis sant: vi får ikke mye sollys i de mørkere vintermånedene. På den annen side er solen vi har om vinteren veldig verdifull, for ikke å snakke om midnattssolen eller de mange soltimene om sommeren.«
Det er imidlertid en betydelig utfordring å overkomme: Snø på solceller kan redusere mengden elektrisitet de produserer når det trengs som mest.
«Et tynt lag med snø og du har ikke lenger strømproduksjonsier Jelle.
Problemet med å hindre at snø og is fester seg til et solcellepanel er mer komplekst enn det ser ut til. Avhengig av mange variabler og deres interaksjoner, kan snø noen ganger gli lett og noen ganger feste seg til overflatene til solcellepaneler.
For å forstå hvordan snøproblemet påvirker solenergiproduksjonen i Norge, modellerte Jelle og hans kolleger fra NTNU og SINTEF hvor mye ekstra elektrisitet som kunne genereres i tre norske byer. om solceller hadde overflater eller belegg»isfobisk«og reduserer dermed snøopphopning på panelene.
Ved å bruke NTNUs ZEB Living Lab i Trondheim som casestudie, estimerte Jelle og kollegene hvor mye solstråling som ville nå overflaten av byggets solcellepaneler i vintermånedene og hvor mye solenergi som ville gå tapt gjennom snødekke de siste fire årene .
Deretter, ved å bruke data om effektiviteten til kommersielt tilgjengelige isavvisende belegg for andre bruksområder, simulerte forskerne hvor mye elektrisitet som gikk tapt gjennom snødekke som kunne gjenvinnes hvis disse solcellepanelene ble belagt med en isavvisende overflate. Forskerne gjentok deretter den samme analysen for to andre byer, Oslo og Bergen, ved å bruke lokale klima- og breddegradsdata.
De fant at anti-isbelegg kunne redusere strømtapet i vintermånedene i Oslo med 65 %, i Trondheim med 60 % og i Berge med 45 %ikke.
Forskningen viste også at beleggene ville være mest effektive på alle tre stedene mellom januar og april i stedet for november og desember. Det er fornuftig når man tenker på forskjellen i mengden sollys i disse månedene, forklarer Jelle.
I Trondheim, den nordligste byen i studien, er det rundt fire til fem timer med dagslys i de mørke månedene desember og januar.
«Etter hvert som vi kommer inn i februar og mars får vi mer og mer sol«, forklarer Jelle. Dette ekstra sollyset vil også begynne å smelte snøen som er samlet på et solcellepanel, noe som vil bidra til å skape et isavvisende belegg.
Denne studien synliggjør potensialet for solenergi i Norge til tross for vinterens utfordringer. Med bruk av nye teknologier som isavvisende belegg, ser fremtiden for solenergi i Norge lys ut, selv i de lange vintermånedene.
Arbeidet er finansiert av Norges Forskningsråd og publisert i tidsskriftet solenergi.
Referanse: Mattia Manni, Maria Chiara Failla, Alessandro Nocente, Gabriele Lobaccaro, Bjørn Petter Jelle. Påvirkningen av iskalde nanomaterialbelegg på solcellepaneler på høye breddegrader. Solenergi. Flygning. 248, 2022. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.11.005.
[ Rédaction ]
