Solceller er uden tvivl blevet mere populært de seneste år og flere anskaffer sig et solcelleanlæg, eller begynder at gøre sig overvejelserne – private såvel som erhverv. Solceller er en af måderne hvorpå man kan være med til at skabe og bruge mere grøn energi, samtidig med at du kan spare penge på din strøm. Men hvordan virker solceller egentlig? Det vil vi prøve at forklare dig i dette indlæg.
Helt lavpraktisk, er solcellernes funktion at omdanne solens stråler til energi som du kan bruge i dit hus, eller dine elektriske apparater. De forskellige komponenter i et solcelleanlæg, arbejder sammen for at opfange, konvertere og frigive den energi som solens stråler laver, sådan at du kan bruge den i hjemmet. Et solcelleanlæg er typisk en kæde sammensat af flere forskellige apparater.
For at kunne forstå hvordan et solcelleanlæg fungerer, er man nødt til at forstå hvad de forskellige dele af anlægget hver især har til formål. Solcellerne er placeret i solpaneler, som typisk er på husets tag, eller på et stativ på jorden. Ét solpanel består af mange små solceller, som bliver kædet sammen for at kunne indfange solens energi. Solpanelerne udvinder solens energi og generer den slags strøm vi kalder for jævnstrøm. For at vi kan bruge strømmen i vores hjem, skal det omdannes til vekselstrøm.
Det er her inverteren kommer ind i billedet. Inverteren Tager nemlig jævnstrømmen fra solcellerne og konverterer den til den vekselstrøm, som kommer ud af vores stikkontakter. Herefter kan inverteren enten sende strømmen ind i huset så vi kan bruge den, sende den til batteriet så vi kan gemme den, eller sende den til elnettet så vi kan sælge den.
Alt den strøm vi ikke bruger selv eller lagrer i batteriet, bliver nemlig solgt til det offentlige elnet. Salgsprisen for din strøm afhænger af forskellige ting som bopæl, spotpris og tariffer.
En solcelle skaber strøm, når solen skinner på den. Så simpelt kan det siges – men hvad sker der egentlig inde i solcellen?
For at kunne forklare hvordan strømmen bliver skabt rent teknisk, er der nogle ting vi er nødt til at have styr på. De fleste solceller er lavet af stoffet silicium. Silicium er et meget almindeligt stof, som faktisk er det næstmest forekommende stof i jordskorpen, kun overgået af ilt. For at det skal kunne bruges til solceller, skal det dog være ren monokrystallin eller polykrystallin silicium, som oftest udvindes i miner. Fordelen ved netop silicium når vi snakker solceller, er at silicium, er det man kalder en halvleder. Det betyder at den elektriske strøm kun går den ene vej. Når en halvleders elektroner får tilsat energi, opfører de sig præcis som ensrettet, elektrisk strøm – og det er her det bliver perfekt til strømproduktion.
I figuren nedenunder, kan du se hvad der foregår inde i en solcelle, når solen skinner på den.
Her ser du en forstørrelse af processen i én enkelt solcelle. For at skabe den elektriske effekt der ønskes, er målet at få elektronerne til at bevæge sig rundt i solcellen. Dette fremprovokerer man ved at tilføje et grundstof med færre elektroner end silicium (typisk Fosfor) i den øverste halvdel af solcellen (lag af N-type silicium), og tilføje et grundsstof med færre elektroner end silicium (typisk Bor) i den nederste halvdel (lag af P-type silicium). Ved at gøre dette, vil der komme for mange elektroner solcellens øverste lag, og for få elektroner i solcellens nederste lag.
Når sollyset så rammer overfladen af solcellen, absorberer halvledermaterialet sollysets fotoner (energipartikler). Når dette sker, begynder elektroner at løsrive sig fra atomernes bindinger i materialet, hvilket skaber et elektron-hulpar. Elektronerne, der er negativt ladede, bevæger sig nu frit gennem halvledermaterialet, mens de positive ladninger, kaldet elektron-huller, også kan bevæge sig rundt, da de er efterladt, når elektroner forlader atomerne.
Inde i solcellen er der en indbygget pn-overgang, som er grænsen mellem det øverste og nederste lag i solcellen. (p-typen og n-typen) Denne pn-overgang skaber et indbygget elektrisk felt, der dirigerer elektronerne i den ønskede retning og samtidig forhindrer dem i at vandre frit uden formål.
Som følge af dette elektriske felt bevæger elektronerne sig i retning fra områder med høj energi (hvor de blev genereret af sollyset) til områder med lavere energi. Det er denne bevægelse af elektroner der skaber den elektriske strøm, som man har fundet ud af at udnytte, og drage fordel af.
Denne grundlæggende proces kendes som fotovoltaisk effekt, og er fundamentet for solcelleteknologien. Alle de forskellige typer af solceller bygger på netop denne mekanisme, dog med varierende effektivitetsniveauer og egenskaber.
Det er selve bestrålingsstyrken fra solen der er afgørende for hvor meget energi solcellerne producerer. Det er altså ikke varmen fra solen der skaber energien, tværtimod kan solcellerne svækkes i effektniveau, hvis de bliver for varme og overophedede. Solcellerne kan derfor også producere strøm selvom der er koldt, hvis der bare er sollys.
Det er altså solcellen som genererer strømmen, men for at vi kan bruge den strøm i vores hjem, er vi nødt til at kombinere dem med andre apparater, så det bliver til et komplet solcelleanlæg. Et solcelleanlæg er nemlig som nævnt tidligere en installation som består af flere forskellige apparater. Fra solpanelerne på taget, til inverteren der konverterer strømmen og batteriet der kan lagre den. Her kan du læse lidt mere om de enkelte dele, der kan forekomme i et solcelleanlæg.
Et solpanel er en samling af mange individuelle solceller, som er koblet sammen. Solpanelerne er de paneler der sidder på tag eller stativ, og er den del af anlægget som de fleste folk får et billede af i hovedet, når man snakker om solcelleanlæg. Det er den mest synlige del udefra og det er solpanelernes opgave at indfange solens stråler. Der findes lige nu 3 forskellige former for solceller Monokrystaline, Polykrystaline og Tyndfilm. De har hver især deres fordele og ulemper.
Monokrystallinske solceller:
Lavet af en enkelt krystalstruktur, altså en monokrystallinsk solcelle består af én siliciumkrystal, hvilket giver dem en ensartet mørk farve. De har en højere effektivitet sammenlignet med andre typer, men er generelt også dyrere. De har en tendens til at have en længere levetid.
Polykrystallinske solceller:
Lavet af smeltet silicium, hvilket resulterer i flere krystaller i hver celle. Dette giver dem en blålig farvetone. De er generelt mindre effektive end monokrystallinske celler, men de er også billigere. Har en lidt kortere levetid sammenlignet med monokrystallinske celler.
Tyndfilm solceller:
Produceret ved at placere et eller flere tynde lag af fotovoltaisk materiale på en bærer. Kan være mere fleksible og lettere end traditionelle paneler. Generelt den mindst effektive type, men de er også billigere og nemmere at fremstille. Anvendes ofte i store installationer, hvor pladsen ikke er begrænset.
Nedenunder kan du se, hvordan et solpanel er opbygget, lag for lag. Bevæg musen over solpanelet, for at se de forskellige lag.
1. Aluminiumsramme – Det øverste lag er en ramme lavet af aluminium, for at støtte og samle solpanelet.
2. Glas – Det næstøverste lag er lavet af glas. Dette er for at beskytte de følsommere lag nedenunder. Det er også lavet i glas, for at solens stråler kan nå solcellerne.
3. Silikoneomslag – Dette er et lag der er lavet af silikone, for at beskytte solcellerne
4. Solceller – Her er solcellerne som er lavet af silicium.
5. Silikoneomslag – Dette er endnu et lag der er lavet af silikone, for at beskytte solcellerne
6. Metal-bagplade – I bunden er der en metal plade, for at beskytte fra bunden.
Solpanelerne er tilsluttet en solcelle inverter, hvor de sender strømmen hen. En solcelle inverter er en elektronisk enhed, som er en del af solcelleanlægget. Inverterens opgave er, at omdanne den jævnstrøm som bliver genereret af solcelle panelerne, til vekselstrøm som vi kan bruge i vores hus, og husholdningsapparater. Jævnstrømmen som solpanelerne producer er en konstant strøm i én retning, hvor inverteren konverterer den til vekselstrøm, som er den strøm der kommer ud af vores stikkontakter. Inverteren fungerer altså som en mellemstation mellem huset og solpanelerne.
Inverteren er typisk placeret tæt på solpanelerne og er tilsluttet til dem via kabler. Udover at lave jævnstrømmen om til vekselstrøm, er inverterens opgave også at tilpasse vekselstrømssignalet, så det matcher elnettet, i forhold til frekvens og spænding.
Det er også via inverteren at du kan styre, programmere og overvåge forskellige faktorer i dit solcelleanlæg.
Invertere kommer i mange forskellige designs og kW størrelser, så de passer til antallet af solpaneler. Her kan du se et udvalg af Vores invertere.
Et solcelle batteri, fungerer som en opbevaring for den strøm du producerer, men ikke bruger. Hvis du ikke har et batteri tilsluttet dit solcelleanlæg, vil din overskydende strøm typisk blive solgt til det offentlige elnet. Med et batteri, får du pludselig muligheden for at gemme din strøm, til når elpriserne er dyre. Bruger du eksempelvis meget strøm om aftenen mellem 17-21, kan du med fordel bruge strømmen fra dit batteri i dette tidsrum, for at undgå at købe strøm fra nettet, når det er dyrest.
Mange batterier kan også indstilles til at oplade sig selv om natten når strømmen er billig. På den måde kan du bruge den billigt købte strøm om aftenen, når den er dyr. På den måde kan du altså via et batteri, spare yderligere penge på dit strømforbrug.
Dansk Solcelleservice ApS
Vorkvej 34
6040 Egtved
CVR 39 48 01 58
+45 30 70 16 26
© Dansk Solcelleservice
