Bruk av solceller i landbruket

Interessant løsning for gårdbrukere

Vi ser i dag i et uklart bilde for strømpris, med blant annet forskjellige vurderinger angående kraftpris og innvirkning av utenlandskabler og karbonkvoter^1,2,3. Nettleien utgjør en stor del av strømregningen og vil mest sannsynlig øke betydelig fordi nettet skal oppgraderes med en estimert kostnadsramme på 135 milliarder kroner bare for de ti neste årene⁴. NVE vil ha en ny utforming av nettleien på plass i 2021, med mål om å flytte forbruk fra tidspunkt med høy belastning til tidspunkt med lav belastning for å unngå oppgradering av nettet der det er mulig. Nytt forslag fra NVE legges ut på høring 1.kvartal 2019⁵. Mange gårdbrukere tenker derfor på mulighetene for økt selvforsyning. Solcelleanlegg er da en mulighet og er som regel en enkel installasjon, samt at driftskostnadene og behovet for vedlikehold er lave. En sørvendt installasjon på et relativt stort låvetak gir en årlig strømproduksjon i kilowattimer(kwt) på linje med  behovet på et melkebruk (60-100 000 kwt). Men hvordan vil en slik produksjon henge sammen med et varierende energibehov over døgnet?

Energibehov på gården

Tidligere har det vært vanskelig å skaffe seg god oversikt over strømbruk. Med AMS-målere installert er det nå mulig å få oversikt over hvordan strømbehovet varierer per tidsenhet (effekt), foreløpig på timesbasis. Disse tallene bør brukes som utgangspunkt for planlegging av solcelleanlegget. Egen bruk av strøm er verdt betydelig mer enn det man kan få ved å levere strøm på nettet. En vurdering av fremtidig endring i strømbehov bør inngå. Det kan være aktuelt å ta i bruk utstyr som gir økt strømbehov, eller man kan planlegge drift og bruk av utstyr på en annen måte. For eksempel vil energibehovet til storfebruk i de fleste tilfeller være relativt lite sammenlignet med de som driver med kylling og gris, og disse har igjen ventilasjonsbehov som samsvarer direkte med solinnstråling. Avhengig av vinkel og retning på tak der solcelleanlegget plasseres er det viktig å vurdere størrelse på anlegg, estimert produksjon og i hvor stor grad man greier å bruke strømmen selv. Kanskje kan en endre på når utstyr brukes (flytte laster) slik at dette samsvarer bedre med når man forventer stor strømproduksjon fra solcellene?

Mange faktorer bestemmer størrelsen på anlegget

Infrastruktur og distribusjonsnett for transport av elektrisitet er avgjørende for størrelsen på anlegget. Det er stort etterslep på vedlikehold og oppjustering av kapasitet på distribusjonsnettet mange steder. Dette kan bli en flaskehals for levering av strøm til nettet når produksjonen fra solcelleanlegg overstiger eget behov. Mange storfebruk har for eksempel ­en hovedsikring på 100 ampere, noe som i praksis betyr at infrastrukturen ved overproduksjon maksimalt håndterer en effekt levert ut på nettet på 42 kilowatt. Størrelsen på anlegget kan oppjusteres noe på bakgrunn av eget behov.

For fjøset på Tingvoll gard på Nordmøre, med økologisk mjølkeproduksjon og biogass-anlegg, varierer for effektbehovet typisk mellom 5 og 20 kW . Behovet er størst i forbindelse med fjøsstell morgen og kveld, der blant annet melketanken krever effekt. Effektbehovet er minst midt på dagen når en solcelleproduksjon på et sørvendt anlegg vil være størst. For et tenkt anlegg på fjøset på Tingvoll gard vil man derfor kunne legge til 5 kW på størrelsen på anlegget.

En annen tilnærming kan være å dekke hele låvetaket, men samtidig «strupe» produksjonen slik at levert effekt fra anlegget aldri overstiger det hovedsikringen og infrastrukturen ellers tåler. I praksis gjøres dette ved å programmere den enheten som brukes til å omdanne likestrøm til vekselstrøm. Anlegget leverer da ikke på nett når produksjonen kommer over en viss mengde. En «struping» av produksjonen vil kun skje i de beste (korte) periodene i løpet av en solrik dag og vil utgjøre en liten del av en årsproduksjon. Fordelen med en slik løsning vil være at man får en større produksjon på dager med overskyet eller lettskyet vær. En tredje tilnærming for å kunne levere overskuddsproduksjon fra store anlegg er å oppjustere infrastrukturen, som for eksempel kabler og trafo. Dette kan man i en del tilfeller uansett ha behov for i forbindelse med ombygging/nybygging og endret behov. Dersom det er ønske om større hovedsikring må kunden betale kostnaden for nødvendig nettforsterkning (anleggsbidrag).

Planlegging av anlegg – produksjon sett opp mot behov

Ønsker man å investere i et anlegg bør man gå en runde med flere leverandører. Beregningene man vil få på produksjon, forslag til teknisk løsning og hva som er med i tilbudet og prisen vil kunne variere en god del. Det er viktig å få avklart tilstand på tak, innfesting og kvalitet på utstyr med tanke på vind- og snø-last. Det kan være behov for å bruke en rådgiver, men det begynner etter hvert å bli såpass mange anlegg at det er mulig å få god støtte i erfaringer andre har gjort. Det finnes web-sider og ulike verktøy for å estimere produksjon. Disse er basert på få måledata fra nyere tid, noe som gjør at usikkerheten i estimatet er relativt stor. Ettersom flere anlegg kommer på plass vil måledata fra disse legges inn slik at estimatene blir sikrere. En nyttig øvelse å gjøre før man tar kontakt med leverandør for en mer detaljert vurdering er å bruke estimatene fra verktøy på nett og se disse i sammenheng med eget behov og variasjon i energibehov fra AMS-data. Se på samsvar for døgn og ulike måneder.

En vanlig tilnærming er å tenke sørvendt tak, noe som gir maksimal produksjon midt på dagen. Vurder orientering av panelene som kan gi en produksjon som er bedre tilpasset behov. Paneler vendt mot øst og vest gir økt produksjon på morgenen og kvelden som samsvarer med når det er aktivitet i fjøset. En annen tilnærming er tracker-baserte anlegg. På Tingvoll gard er det installert et anlegg på 50 m² (9 kW maksimal effekt, 9kWp) hvor panelene er montert på stativ (se bildene). Stativet kan bevege seg langs 2 akser. Dette gjør at panelene til enhver tid kan ha best mulig orientering og best mulig vinkel relativt til sola. Anlegget ble satt i drift i juni 2018. Foreløpige resultater viser at man kan oppnå en jevn produksjon over døgnet og dermed i større grad nyttiggjøre seg energien selv.

Planlegging av anlegg og betaling for overskuddskraft 

Et av de de mest sentrale stegene i prosessen med å installere et solcelleanlegg er kontakt med nettselskapet for å vurdere mulighetene for tilkobling. Her må leverandør av solcelleanlegget bidra med erfaringer fra andre anlegg og estimat på produksjon som nettselskapet kan vurdere opp mot tilstand på infrastruktur. Det har vært en del eksempler på utfordringer i grensesnittet mellom kunde, leverandør og nettselskap, noe som kan tilskrives at temaet er nytt og verdikjeden ikke er etablert. Nettselskapene har nå gjort seg erfaringer eller søkt informasjon om erfaringer fra andre i forbindelse med installasjon og oppkobling av solcelleanlegg, så dette bør bli lettere framover. Det er avgjørende å ta kontakt med nettselskapet for å opprette dialog så tidlig som mulig i prosessen, slik at man får justert størrelse og valg av løsninger for solcelleanlegget.

Tilkobling og rammer for avtaler med nett-selskap og kraft-leverandør er regulert via Plusskundeordningen⁶. Nettselskapene er pliktig til å knytte til seg kunder som vil levere (og kjøpe) strøm, og kunden har rett til å mate inn inntil gjeldende hovedsikringsstørrelse uten å måtte betale for eventuell nettforsterkning. Det finnes solcelleselskap som selger strømavtaler, og det finnes strømselskap som selger solceller. En annen mulighet er å kjøpe solceller av en leverandør, få det montert av en installatør, og tegne plusskundeavtale med et fritt valgt strømselskap som tilbyr dette. Mange strømavtaler presenterer en pris som ligger langt over spotpris (f.eks 1kr/kWh), men vær oppmerksom på at det gjerne er volumbegrensninger knyttet til avtalen. Den som installerer anlegg tegner plusskunde-avtale med en strømleverandør (kraftaktør).

Dette bildet endret seg da Elhub ble satt i drift i februar 2019. Elhub er et sentralt system som skal ha ansvar for å gjøre kjøp og salg og skifte av leverandør enklere, samt hjelpe distribusjonsleddet via innhentede måledata fra f.eks. AMS-målere⁷. Statnetts datterselskap Elhub AS forvalter Elhub. I praksis betyr Elhub-ordningen at nettselskapet har lov til å avvikle ordningen med kjøp av strøm produsert av kunden. Kunden må da finne seg en kraftleverandør som vil kjøpe overskuddsproduksjon. Ønsker ikke kraftleverandøren å kjøpe, må kunden skifte til en kraftleverandør som både vil selge og kjøpe.

Støtte til anlegg

Innovasjon Norge har en støtteordning for solcelleanlegg gjennom programmet «Fornybar energi i landbruket»⁸. Det er mulig å få inntil 35 % støtte på investeringskostnaden, gitt at anlegget er bedriftsøkonomisk lønnsomt. For å kunne få støtte må du imidlertid i tillegg ha installert eller samtidig få på plass et bioenergianlegg som også er lønnsomt i seg selv. Man kan argumentere for hvilken pris man ønsker å sette både for strøm til eget bruk og for salg, men i utgangspunktet regner Innovasjon Norge 75 øre/kwt for egen bruk, og spotpris for salg.

Siden solceller ble tatt inn i ordningen i 2017 er det blitt tildelt midler til en del anlegg. Det dreier seg i hovedsak om produksjoner basert på kylling og gris med betydelig behov. Det finnes per dags dato noen eksempler der man prosjekterer solcelleanlegg opp mot anskaffelse av el-kjøretøy og annet utstyr som går på elektrisitet. Det er sannsynlig at man vil kunne få på plass anlegg, og data fra slike anlegg, om kort tid. Siden hvert bruk er forskjellig er uansett det viktigste å vurdere eget behov og endringer i behov man vil se på kort sikt opp mot størrelse på anlegg.

Hva med batteri-lagring?

Foreløpig er bruk av batterier kun aktuelt i spesielle tilfeller. For eksempel skal kyllingprodusent Ole Martin Leirflåt få på plass et anlegg med solceller og batteri som gjør at han er sikret drift av ventilasjonsanlegget ved strømbrudd⁹. På Campus Evenstad i Østerdalen har de nylig installert batteripakke i tilknytning til solcelleanlegget på 70 kWp¹⁰. De fleste leverandører tilbyr batteriløsninger, men foreløpig er nok dette en for dyr tilleggsinvestering for de fleste. I forbindelse med endring av prissetting for nettleien som nevnt foran, og rimeligere batteriløsninger, kan man anta at det vil bli gunstig på sikt. Erfaringer vil innhentes i flere prosjekter innen kort tid, som ser på hvordan batterier kan tilføre effekt når behovet er stort på gården, samt lagre solstrøm til bruk om kvelden eller neste morgen.

Et miljø- og klimatiltak i et bredere perspektiv?

Er så installasjon av solcelleanlegg et klimatiltak? Er ikke strømmen vi erstatter ren? Med flere utenlandskabler og etablering av et marked med større grad av kjøp og salg over landegrensene foregår det nå også kjøp av fossil kraft til Norge som gjør at energimiksen i tider av døgnet har et større CO₂-fotavtrykk. Se for eksempel data for strømproduksjon "live"¹¹. De fossile kraftverkene må kjøres døgnkontinuerlig og det gjør at det er mulig å kjøpe billig fossil kraft når det ikke er behov i Europa. Med større utbygging av fornybar kraft og utfasing av flere fossile kraftverk vil dette bildet endre seg.

Noen vurderer at solceller innebærer store installasjonskostnader for en liten produksjon, og at man heller bør tenke større og tradisjonelt med vannkraftproduksjon¹². Bruk av metaller som finnes i begrenset omfang og en del komponenter som er vanskelig å resirkulere er en utfordring for produksjon og bruk av fornybar energi generelt. Dette håndteres gjennom sertifiseringsløsninger og de fleste aktørene i verdikjeden har fokus på bedre løsninger. Dette er uansett et fokus som bør løftes i ethvert prosjekt slik at det legges press på produsenter og leverandører av løsninger.

Andre viser til at produksjonen kan frigjøre kraft som vi kan selge utenlands, noe som igjen vil fortrenge f.eks. kullkraft. Det vurderes også som en produksjon som i hovedsak utnytter eksisterende takflater og som dermed utgjør et mindre belastende inngrep i naturen for å realisere produksjon. Et sentralt punkt for de prosjektene som realiseres er at gårdbrukeren/kunden ser på det som et tiltak som gir energiproduksjon på egne ressurser og som kan gi mer forutsigbare energikostnader og dermed mer robust drift. Er det et miljøtiltak?

Oppgradering av nett og distribusjonsnett må ses i sammenheng med endret energibruk hos gårdbrukere og andre i distribusjonsnettet. God infrastruktur er sentralt for å realisere mange anlegg. Kan eksisterende infrastruktur benyttes eller utløser distribuert produksjon behov for oppgradering? Hvis flere potensielle kunder er tilkoblet samme infrastruktur, for eksempel trafo, hvem skal betale for bedre infrastruktur? Den som kommer først, som nummer to eller tre? Nett-selskapet, eller det offentlige? Hvis det ses i sammenheng kan distribuert produksjon også redusere behovet for oppgradering av distribusjonsnettet? Hvis gårdbrukeren har energianlegg som hovedsakelig produserer til egen bruk, vil behovet for oppgradering av nettet kunne reduseres. Og i hvor stor grad kan distribuert produksjon bidra positivt i forbindelse med elektrifisering av transportsektoren? I EU er det et betydelig fokus på klynger av produsenter og konsumenter, såkalte lokale energisamfunn, både for verdiskaping, men også for best mulig utnyttelse av infrastruktur¹³. I de fleste tilfeller virker det også som om distribuert produksjon som solceller utløser større bevissthet rundt egen energibruk. Å dekke eget behov med egen produksjon, og flytte laster blir fokus for å spare penger. Men hvordan utløse miljønytten av det i en verdikjede?

En stor takk rettes til alle aktørene som vi har samarbeidet med.  En stor del av erfaringsgrunnlaget og vurderingene i artikkelen er innhentet fra gårdbrukerne Olav Håkon Ulfsnes, Finn Roger Trodal og Lars Dromnes. Nordmøre Energiverk AS ved Terje Bach fra NEAS marked og Andrè Gjørven fra NEAS nett har støttet arbeidet og har vært sentrale i å innhente tall og erfaringer. Klar Energy, Averøy Elektro og West Elektro har bidratt med sin kunnskap og sine vurderinger. Alle disse aktørene møttes til solcelledag på Tingvoll gard 13.12.2018. Foredragene derfra er lagt ut på www.norsok.no.

En kortversjon av artikkelen har tidligere stått i Bondebladet.

Referanser

1. NVE, Kraftpriser i Norge uten handel med utlandet, Notat nr.1 (8/2018)
2. https://www.dn.no/makrookonomi/strompris/nve/strom/nve-spar-hoye-strompriser-fremover-karbonkvoter-og-kraftkabler-far-skylden/2-1-528774
3. Skonhoft, A. 2019. Kraftkabler, samfunnsnytten, miljøet og industrien. Samfunnsøkonomen, 2019
4. Ødegarden, L. & S. Bhantana 2018. Status og prognoser for kraftsystemet 2018. NVE Rapport 103-2018
5. https://www.nve.no/nytt-fra-nve/nyheter-reguleringsmyndigheten-for-energi/nve-legger-opp-til-ny-horing-om-nettleiestruktur/
6. https://www.nve.no/reguleringsmyndigheten-for-energi-rme-marked-og-monopol/nettjenester/nettleie/tariffer-for-produksjon/plusskunder/
7. https://elhub.no/om-elhub/hva-og-hvorfor/
8. https://www.innovasjonnorge.no/no/tjenester/landbruk/finansiering-for-landbruket/fornybar-energi-i-utlandet/
9. Norsk landbruk, Nødstrøm fra solceller og batteri, 45, 2018
10. Civitas, E. S., M.K. Wiik & Å.L. Sørensen 2017.   Campus Evenstad – Jakten på et nullutslippsbygg, Statsbygg 16-011, 2017
11. https://energiogklima.no/klimavakten/live-data-strom-og-co2/
12. http://enerwe.no/solenergi/solstrom-i-norge-er-et-unodvendig-ulonnsomt-og-tvilsomt-klimatiltak/
13. https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-strategy-and-energy-union/clean-energy-all-europeans

Les mer

Bjelland-Hanley, R. 2020. Solceller gjør setra fossilfri. Buskap nr. 7, 2020

Kvande, I. 2022. Forprosjektering av gårdsbiogassanlegg. NORSØK Rapport nr. 3, 2022

Sæter, L. & I. Kvande 2021. Energiforbruk i mjølkefjøs. Forbruksmønster og mulighet for energisparing. NORSØK Rapport nr. 2, 2021

Sæter , L. & I. Kvande 2021. Energikartlegging i fjørfe- og griseproduksjon. NORSØk Faginfo nr. 3, 2021