Solenergi leder den grønne revolusjonen. Hvis du vurderer å installere et solcelleanlegg (PV) i hjemmet ditt, trenger du ikke vite hvordan PV-cellene fungerer. Din solcelleentreprenør kjenner detaljene, og de vet hvilke typer paneler som skal brukes i en gitt applikasjon.
Men solcelleanlegg koster mye penger, og kunder er generelt interessert i å vite så mye som mulig om detaljene. Jo mer du forstår, jo bedre blir din egen beslutningsprosess.
En standard PV-celle er en tynn halvledersandwich, med to lag høyrenset silisium. Fotovoltaiske matriser er ikke annet enn enorme matriser av sammenkoblede halvledersandwicher. Brukbare PV-systemer bestod av alle slags utstyr som beskytter brukeren mot elektrisk støt, lagrer elektrisiteten i batteribanker og konverterer likestrømmen (DC) til vekselstrøm (AC), som er hva folk bruker i husene sine. Men i hjertet av hvert system er en enkel konverteringsprosess.
En solcelle forvandler lys til elektrisitet.
En grunnleggende celle er rundt 1/100 tomme tykk, med et bredt spekter av overflateområder. En typisk levetid er over 25 år, og det er celler på plass som har produsert strøm pålitelig i over 40 år. Denne levetiden skyldes til syvende og sist belegg og rammestrukturer som beskytter cellene.
En modul er en sammenstilling av individuelle celler, koblet i serie og parallelle arrangementer designet for å gi optimal ytelse.
I en seriekobling er spenning additiv, mens i en parallellkobling er strøm additiv.
En typisk PV-celle produserer rundt en halv volt elektrisk effekt. Når 36 PV-celler er koblet i serie, er resultatet en 18-volts modul. En modul eller panel er et antall individuelle celler som er sammenkoblet og plassert i et ferdig produkt. En typisk PV-modul i en boligapplikasjon måler rundt 2,5 fot x 5 fot, i enten blåaktig eller svart. Rammene er enten aluminiumsfargede eller svarte, hvor sistnevnte er det overveldende valget for de fleste huseiere i disse dager (de ser bare bedre ut).
Det er mulig å oppnå et bredt spekter av spennings- og strømutganger, avhengig av hvordan de enkelte cellene er koblet sammen. Mengden kraft en modul kan produsere er en funksjon av det totale overflatearealet, samt mengden sollys som treffer modulen.
Typiske moduler er rektangulære og er tilgjengelige i en rekke størrelser og konfigurasjoner. Små moduler (den typen som brukes i håndholdte kalkulatorer) gir mindre enn en enkelt watt strøm, mens en typisk boligmodul produserer rundt 200 watt strøm, mer eller mindre.
Moduler er preget av:
Den viktigste egenskapen til en celle er sammensetningen av silisiumstrukturen. Enkeltkrystallinske celler kan støpes inn i en blokk av flere krystaller. Eller de krystallinske materialene kan også avsettes som en tynn film, som omtales som amorft silisium .
Individuelle silisiumskiver som brukes til å produsere PV-celler, er innebygd med metalliske kontakter (ledninger). Cellene er belagt med et antirefleksmateriale slik at maksimal mengde sollys absorberes i hver celle.
Enkeltkrystallinske celler er mer effektive enn polykrystallinske fordi, i polykrystallinske celler, introduserer grenser mellom korn motstand mot strømflyt (som forbruker energi). Amorft silisium er mye rimeligere å produsere, men det er bare halvparten så effektivt når det gjelder å konvertere sollys til brukbar elektrisk energi. Rent praktisk betyr dette at et amorft system krever to ganger overflatearealet for å gi ut samme mengde kraft. Avhengig av hvor mye overflate som er tilgjengelig, kan dette være et problem eller ikke. I de fleste boligapplikasjoner er egnet takplass begrenset, så effektivitet er en viktig faktor.