I regleringsbrevet för 2023 fick Energimyndigheten i uppdrag av regeringen att utreda hur solcellspaneler och vindturbinblad till vindkraftverk i högre utsträckning ska kunna tas om hand på ett giftfritt och cirkulärt sätt i enlighet med avfallshierarkin. Redovisningen av detta regeringsuppdrag, rapporten Från avfall till resurs – Förslag för en mer cirkulär hantering av solcellspaneler och vindturbinblad, ER 2024:11, baseras på denna underlagsrapport som har tagits fram av forskningsinstitutet RISE på uppdrag av Energimyndigheten. Analyser, slutsatser och förslag/rekommendationer som framförs i rapporten är författarnas egna.En fortsatt utbyggnad av fossilfri elproduktion är av stor vikt för att vi ska kunna nå Sveriges energi- och klimatmål. För att utbyggnaden i sig ska vara hållbar är det viktigt att vi redan nu planerar för hur avfallet från dessa elproduktionsanläggningar ska förebyggas, minimeras och sedan hanteras.Det finns redan i dagsläget aktörer som har utvecklat och håller på att utveckla ett flertal olika lösningar för ökad cirkularitet. Dessa möjligheter kan tas tillvara och främjas genom regelbunden kartläggning och genom att arbeta gemensamt inom EU. Genom ett sådant arbete finns det också större möjligheter att etablera industriella värdekedjor i Sverige för hanteringen av avfallet från solcellspaneler och vindturbinblad.En cirkulär hantering av avfall ger ett betydligt mindre avtryck på miljön än det som en linjär hantering ger upphov till. Det är viktigt att de aktörer som tillhandahåller fossilfri elproduktion tar ansvar under hela livscykeln och att det finns goda förutsättningar för aktörerna att göra det.

Understanding “efficiency roll-off” (i.e., the drop in emission efficiency with increasing current) is critical if efficient and bright emissive technologies are to be rationally designed. Emerging light-emitting electrochemical cells (LECs) can be cost- and energy-efficiently fabricated by ambient-air printing by virtue of the in situ formation of a p-n junction doping structure. However, this in situ doping transformation renders a meaningful efficiency analysis challenging. Herein, a method for separation and quantification of major LEC loss factors, notably the outcoupling efficiency and exciton quenching, is presented. Specifically, the position of the emissive p-n junction in common singlet-exciton emitting LECs is measured to shift markedly with increasing current, and the influence of this shift on the outcoupling efficiency is quantified. It is further verified that the LEC-characteristic high electrochemical-doping concentration renders singlet-polaron quenching (SPQ) significant already at low drive current density, but also that SPQ increases super-linearly with increasing current, because of increasing polaron density in the p-n junction region. This results in that SPQ dominates singlet-singlet quenching for relevant current densities, and significantly contributes to the efficiency roll-off. This method for deciphering the LEC efficiency roll-off can contribute to a rational realization of all-printed LEC devices that are efficient at highluminance.

För att slippa vänta på plusgrader håller en samling forskare på RISE på attutveckla och testa nya ytbeläggningar för solceller som ska göra att snö och isinte fäster på dem. Snö och is kan leda till stopp i elproduktionen - en solcellsmodulsom är täckt av snö och is generar i praktiken ingen elektricitet eftersomsolljuset inte tränger igenom i tillräcklig omfattning. Dessutom kan rejälasnömängder leda till stora belastningar på underliggande konstruktioner.

The position of the emission zone (EZ) in the active material of a light-emitting electrochemical cell (LEC) has a profound influence on its performance because of microcavity effects and doping- and electrode-induced quenching. Previous attempts of EZ control have focused on the two principal constituents in the active material—the organic semiconductor (OSC) and the mobile ions—but this study demonstrates that it is possible to effectively control the EZ position through the inclusion of an appropriate additive into the active material. More specifically, it is shown that a mere modification of the end group on an added neutral compound, which also functions as an ion transporter, results in a shifted EZ from close to the anode to the center of the active material, which translates into a 60% improvement of the power efficiency. This particular finding is rationalized by a lowering of the effective electron mobility of the OSC through specific additive: OSC interactions, but the more important generic conclusion is that it is possible to control the EZ position, and thereby the LEC performance, by the straightforward inclusion of an easily tuned additive in the active material. © 2022 The Authors.

Different conditions such as module orientation, ground albedo, shading and latitude are known to affect the performance of bifacial photovoltaic modules. We evaluate bifacial performance for one year at a site located at 65°N through comparison of measured and simulated front and back side plane-of-array irradiation. Each investigated module has a different azimuth, tilt, and exposure to shading from the surroundings. Local shading is found to severely impact the energy yield of the site in general, and individual modules to a varying degree depending on their location and orientation. Proper shading analysis appears to be required in the planning phase of a bifacial photovoltaic installation to accurately calculate the expected energy yield. The bifacial gain of the modules with azimuths in the east–west sector is found to span a range from 16 % to approximately the bifaciality factor, depending on the orientation. To fully utilize the potential of bifacial photovoltaics, this variability also needs to be carefully considered when planning and building bifacial photovoltaic installations.

Avoiding snow on photovoltaic (PV) installations is motivated for two reasons: to decrease power losses from shading, or to decrease mechanical loads to avoid damage to the PV-installation and the underlying construction. We experimentally investigated the effectiveness and suitability of four different snow removal methods at our facility in the north of Sweden (Piteå, 65°N), throughout three winters. The layout of a PV installation and the underlying roof, together with meteorological conditions and snow characteristics, impact which methods are best suited for snow removal. A simple roof rake with a rectangular toolhead works well when the snowpack is compact and not too thick, whereas a roof rake with a slide works better when the snow is dry and packed. Neither the investigated passive hydrophobic surface coatings, nor the active forward bias electrical heating methods induced shedding of the accumulated snowpack in our experiments without additional intervention. At our test facility in Piteå, the roof rake with a slide was the most effective and user-friendly snow removal. Despite maximum snow loads of approximately 1 kPa, far below the modules’ rating, cell damage was observed for both snow removal groups (except for the slide roof rake group) and the control group.

The name of the bifacial test site, Solvåg (Sunwave), reflects the design of the solar array, which winds across a grass field surrounded by pine trees; the azimuth and inclination of the solar modules vary along the array (see Figure 95). The solar park is municipality owned through the local power company, PiteEnergi, and located at the Piteå School of Music (65.3° N, 21.5° E) in the subarctic, coastal part of Sweden. The site is the result of a regional collaboration between PiteEnergi, Norut, Luleå University of Technology, and Piteå Science Park, and it was inaugurated by the Swedish Minister for Energy in July 2018. The Solvåg solar park is integrated into the city landscape and includes a wooden boardwalk along the modules to encourage the public to visit the site. The site’s blend of solar research (through RISE) and architectural design is reflected in the custom-made wooden mounting racks.

Solen är en för människan evig energikälla och solel har en given plats i ett framtida hållbart och förnybart energisystem – globalt och i Sverige. Kostnaden för en solelanläggning har sjunkit drastiskt de senaste åren och tillgängligheten har ökat. Det gör solel relevant utanför de regioner som har störst solinstrålning; även i norra Skandinavien är det en långsiktigt hållbar investering ur både ett energi- och ekonomiskt perspektiv.

Nordlig solel har goda men annorlunda förutsättningar jämfört med de i södra Sverige och Centraleuropa. Solens position på himlen och den instrålade energin per år är lägre, det är en stor andel diffust ljus och man kan förvänta sig mer reflektioner från en snötäckt mark på vintern. På sommaren är soltimmarna fler och solens bana längre. Medeltemperaturen är betydligt lägre på årsbasis men skillnaden mot sydligare breddgrader är mindre under sommaren då instrålningen är stor. En annan avgörande faktor är snö som under stora delar av året i norr täcker marken och potentiellt solelanläggningar. Om snötäckningen kan begränsas till de mörkaste månaderna blir årseffekterna på energiproduktionen små, men snölaster ställer höga krav på solelanläggningars kvalitet, både ur installations- och komponentperspektiv.

Genom att beakta följande fem rekommendationer kan man minska risken för problem:

1. Undersök snöförhållandena på platsen innan installation. Anläggningsägaren vet ofta bäst var snön brukar ansamlas och när den smälter bort eller glider av.

2. Säkerställ att installationen är genomtänkt ur ett snöperspektiv. En noggrann kontroll av att installationen följer leverantörernas anvisningar är extra viktigt när förhållandena är krävande.

3. Välj robusta moduler och fästanordningar – en solelanläggning ska hålla i många år och bör utformas för att klara lokala snöförhållanden.

4. Utforma om möjligt anläggningen så att snöröjning inte krävs. Röj (varsamt) undan snö från anläggningen om det trots det blir nödvändigt: för att undvika takras, skydda solelanläggningen mot tryck- och glidskador från ett tjockt snötäcke och för att möjliggöra elproduktion från tidig vår.

5. Montera modulerna med rätt orientering. Söderläge och så hög lutning som möjligt upp till om kring 50° (i Piteå) är generellt bäst. Ofta är man begränsad av takets utformning men även avvikelser från söder mot öst eller väst och mindre lutningar kan ge ett acceptabelt energiutbyte.

Huvudregeln bör vara att: Montera solceller där solinstrålningen är stor men snö inte ansamlas!