Solpanelteori

 

Fotovoltaisk grunnlag

Solcellepaneler skaper strøm ved å konvertere energien i fotoner til elektrisk strøm. Når fotoner i sollys rammer et solcellepanel, absorberer elektronene i halvledermaterialet som lager opp panelet energien til fotonet. Denne økningen i energi gjør det mulig for elektronene å bevege seg mellom halvlederatomene, noe som resulterer i strømstrøm. Byggingen av cellene i solpanelet gjør at strømmen kan fanges og brukes som elektrisitet.

Oppbygging og lagring av solenergi

Solpaneler kan bare generere elektrisitet når fotoner er tilgjengelige for å slå panelene. Strømproduksjonen av solcellepaneler reduseres når skyer er til stede og i det vesentlige elimineres om natten. Solcellepaneler alene produserer bare elektrisitet, og kan ikke lagre det. Noen solcellepaneler bruker batterier til å lagre overflødig kraft i løpet av dagen, og gir strøm om natten når panelene ikke genererer elektrisitet.

Typer av solceller

Monokrystallinske solceller er konstruert av wafers med rent silisium kuttet fra en ingot som vokser i en krystall. Denne konfigurasjonen har den høyeste effektiviteten til alle silisium solceller, men er den dyreste å produsere. Polykrystallinske solceller er konstruert av silikonskiver kuttet fra en ingot bestående av mange små krystaller. Tynne film solceller er laget av et tynt lag av et halvledermateriale, for eksempel galliumarsenid, påført et fleksibelt substratmateriale. Avhengig av materialet kan tynne filmceller være dyrere enn monokrystallinske solceller, men er mer effektive og har bredere anvendelser.

Solcellekomponenter

Individuelle solceller består av enkeltskiver eller enheter av fotovoltaisk materiale og tilhørende kretser. Solceller pakkes inn i moduler, som deretter kombineres sammen i en enkelt solpanelpakke som kan installeres på en bygning og kobles til bygningens elektriske system.

Solar Panel Efficiencies

De tidligste solpanelene utviklet i 1800-tallet hadde effektivitetsgrader på 1 prosent. I dag har solpanelprodusenter og forskere utviklet design med effektivitet på over 40 prosent for monokrystalliske silisiumsolceller. Standardmasseprodukt silisiumbaserte solcellepaneler har effektivitet på rundt 15 prosent. Andre teknologier, slik som tynne filmceller, har effektivitet på omtrent 30 prosent, noe som er høyere enn kommersielle silisiumpaneler, men tynne filmceller er langt dyrere å produsere enn silisium solpaneler. Solcellepaneler konverterer lysets energi til elektrisitet som kan konsumeres av bolig-, kommersielle eller industrielle kunder. Solcellepaneler utnytter den fotoelektriske effekten for å generere elektrisitet. Moderne silisium solcellepaneler ble først produsert på 1950-tallet av Bell Laboratories og ble installert på noen av de tidligste satellittene som strømkilder. I løpet av de siste 50 årene har dypere forståelse av teoriene bak solenergi resultert i økt effektivitet og mer utbredt bruk av solcellepaneler.