Så väljer du storlek på batteriet till din solcellsanläggning

För det första ska det sägas: batterier är absolut ingen nödvändighet när man installerar solceller. Endast 1 på 40 solcellsanläggningar har i dagsläget batterier och oftast blir ekonomin bäst genom att helt enkelt sälja sitt solelöverskott.

Övertygade om att batterier är en framtidsteknik kunde vi dock inte hålla oss från att gräva djupare i vilka nyttor batterier kan ha för solcellsägare. Med hjälp av data över elförbrukningen från två villor och solelproduktion från vår kalkylator har vi räknat på hur mycket el som batterier av olika storlek förväntas lagra per år. Vi har även resonerat oss fram till hur stort batteri som är rimligt att ansluta till en solcellsanläggning.

Syftet med hembatterier

De flesta villaägare med solceller säljer en stor del av sin solel, ofta över 50% av den totala årsproduktionen. Att installera batterier till sin solcellsanläggning skapar framförallt värde genom att minska just den del av solelen som säljs, dvs öka egenanvändningen. Logiken är att den solel som används direkt i hushållet är mer värd än den el som säljs.

I de allra flesta fall — åtminstone i de fall där man är ansluten till elnätet — dimensionerar man inte ett batteri för att bli helt självförsörjande. En villa förbrukar vanligtvis mellan 25 och 75 kWh per dygn medan vanliga hembatterier kan lagra 5-15 kWh. Batterier är alltså tänkta att användas ofta: de lagrar små mängder el under några timmar, eller max något dygn.

För att visa hur ett batteri kan användas i en villa, dvs hur det laddas och laddas ur, har vi gjort en graf med elförbrukning och solelproduktion nedan. Batteriet laddas så fort solcellerna producerar mer än vad huset förbrukar. Under sommaren, och vid fint väder, är batterierna fulladdade efter några timmar, och därefter säljs överskottet via elnätet. Från att solen börjar gå ner och elförbrukningen överstiger solelproduktionen drivs huset under några timmar på el från batterierna.

Graf över elförbrukning och solelproduktion i en villa med solceller och batterier under tre dagar i maj, och där batteriet används för att öka egenanvändningen. På årsbasis är förbrukningen i huset ungefär 28 000 kWh medan solcellsanläggningen är på 10 kW och batterisystemet på 10 kWh. I maj, och vid fint väder, laddas batteriet på några timmar, och från att solen går ner drivs huset på egenlagrad el under 3-4 timmar.

Så mycket ökar egenanvändningen av solel med batterier

En nyckel för att få så god ekonomi som möjligt i ett batteri är att det används ofta; ju mer man kan öka egenanvändningen i förhållande till investeringskostnaden, desto bättre.

I Sverige, med tanke på att solelproduktionen varierar mellan säsongerna, innebär det att man inte dimensionerar för de sommardagar man har som högst överskott; i så fall skulle batteriet stå oanvänt stora delar av året. Till exempel är det vanligt att överskottet under en sommarvecka är större än överskottet under hela vintern, november till februari!

Inför den här texten räknade vi på hur olika storlekar av batteri påverkade egenanvändningen. Som grund använde vi timupplöst elförbrukningsdata för två villor, en med årsförbrukning på 15 000 kWh och en med årsförbrukning på 28 000 kWh. Vi använde även timupplöst produktionsdata från en solcellsanläggning med en toppeffekt på 10 kW och årsproduktion på ca 9000 kWh.

När vi räknade utan batteri var egenanvändningen i respektive fastighet 37% respektive 49%. Egenanvändningen ökar sen som snabbast för relativt små batteristorlekar. Anledningen är att dessa batterier används mer, framförallt under vinter, vår och höst, när överskottet från en solcellsanläggning är mindre. Vid storlekar på ungefär 10 kWh, dvs 1 kWh batteri per kW solceller, börjar nyttan avta.

Med det sagt är det en balansgång mellan att välja små, förhållandevis dyra, batterier där egenanvändningen ökar som snabbast, eller större batterier där tillskottet till egenanvändningen minskar ju större de är men som är billigare per kWh. Detta återspeglar även Chalmersforskaren Emil Nyholms råd om att en rimlig dimensionering av ett batteri är just 1 kWh per kW solceller, dvs för en solcellsanläggning på 10 kW är det rimligt med ett batteri på 10 kWh. Med ett batteri på 10 kWh ökar egenanvändningen av solel enligt vår beräkning med ungefär 20 procentenheter — från 37% till 59% i den mindre villan, och från 49% till 69% i den större villan.

Graf över egenanvänd solel i villor med 10 kW solceller och batterier av varierande storlek. Vi har gjort beräkningen för två villor med olika årsförbrukning: 15 000 kWh respektive 28 000 kWh. Störst ökning av egenanvändning sker för små batterier medan nyttan avtar vid batteristorlekar med en tillgänglig kapacitet på runt 10 kWh. För batterier över 20 kWh avtar nyttan nästan helt.

Ungefär 200 laddcykler per år

Ett annat sätt att utvärdera nyttan med batterier av olika storlekar är genom att kika på hur ofta de laddas och laddas ur, eller “cyklas”.

Med tanke på att överskottet från en solcellsanläggning varierar — vissa dagar är överskottet bara någon enstaka kWh, medan det andra dagar är en bra bit över batteriets tillgängliga kapacitet — räknade vi på fulla battericykler, dvs vi räknade först ut antalet kWh som ett batteri laddar och laddar ur och sen delade vi med batteriets kapacitet. (Vi räknade dock inte med energiförluster som vanligtvis ligger på några procent.)

I den mindre villan cyklades batterisystemet på 10 kWh ungefär 200 gånger per år, dvs totalt lagrades 2000 kWh i batteriet under året, vilket gjorde att försäljningen sjönk från ca 5 700 kWh till 3 700 kWh. I villan med högre elförbrukning (och ett lägre solelöverskott) användes batteriet något mindre, ungefär 180 gånger per år.

Antalet fulla laddcykler per år för batterier av varierande storlek i villor med 10 kW solceller. Kalkylen har körts för två villor med årsförbrukning på 15 000 kWh respektive 28 000 kWh. Flest laddcykler sker i villan med den lägre årliga elförbrukningen och vid relativt små batteristorlekar.

Avslutningsvis tittade vi på om ett större eller mindre solcellssystem i förhållande till elförbrukningen i villorna skulle påverka hur ofta ett batterisystem utnyttjades. I samtliga fall räknade vi på batterier som var dimensionerade efter solcellsanläggningen enligt förhållandet 1 kWh batteri per kW solceller. Utöver en solcellsanläggning på 10 kW och ett batteri på 10 kWh räknade vi på en solcellsanläggning på 5 respektive 15 kW med batterisystem på 5 kWh respektive 15 kWh.

I alla utom ett fall cyklades batteriet mellan 170 och 200 gånger — samtidigt som egenanvändningen ökade med runt 20 procentenheter. Det enda fallet där nyttan av ett batteri var betydligt mindre var i villan med hög elförbrukning och med en förhållandevis liten solcellsanläggning på 5 kW. Där var egenanvändningen relativt hög även utan batterier, runt 70%, och batteriet på 5 kWh cyklades bara 130 gånger.

Slutsats: dimensionera batteriet efter solcellsanläggningen

Här har vi tittat på hur batterier kan bidra till att öka egenanvändningen i villor med solceller. Nyttjandegraden i batterier, dvs hur ofta de laddas och laddas ur, avgörs framförallt av hur stora de är i förhållande till solcellsanläggningen. Bäst nyttjandegrad får man för relativt små batteristorlekar, medan nyttjandegraden avtar ju större de är.

Batterier på ungefär 1 kWh per kW solceller — dvs ett batteri på t.ex. 10 kWh för en solcellsanläggning på 10 kW — ger en bra kombination av hög nyttjandegrad och bra pris (små batterier blir ofta dyra). Sådana batterier cyklas fullt ungefär 200 gånger per år i svenskt klimat, och ökar i de flesta fall egenanvändningen med ca 20 procentenheter.

Läs mer: Med lägre kostnader och grönt avdrag — är det läge att skaffa batterier till sina solceller?