Solenergi leder den gröna revolutionen. Om du funderar på att installera ett solcellssystem (PV) i ditt hem, behöver du inte veta hur PV-cellerna fungerar. Din solcellsentreprenör kan detaljerna och de vet vilka typer av paneler som ska användas i en given applikation.
Men solcellsanläggningar kostar mycket pengar och kunderna är generellt intresserade av att veta så mycket som möjligt om detaljerna. Ju mer du förstår, desto bättre blir din egen beslutsprocess.
En vanlig PV-cell är en tunn halvledarsandwich, med två lager högrenat kisel. Fotovoltaiska arrayer är inget annat än enorma matriser av sammankopplade halvledarsmörgåsar. Användbara PV-system bestod av alla möjliga sorters utrustning som skyddar användaren från elektriska stötar, lagrar elektriciteten i batteribanker och omvandlar likström (DC) till växelström (AC), vilket är vad folk använder i sina hus. Men i hjärtat av varje system är en enkel konverteringsprocess.
En solcellscell förvandlar ljus till elektricitet.
En bascell är cirka 1/100 tum tjock, med ett brett utbud av ytareor. En typisk livslängd är över 25 år, och det finns celler på plats som har producerat el på ett tillförlitligt sätt i över 40 år. Denna livslängd beror i slutändan på beläggningarna och ramstrukturerna som skyddar cellerna.
En modul är en sammansättning av individuella celler, kopplade i serie och parallella arrangemang utformade för att ge optimal prestanda.
I en seriekoppling är spänning additiv, medan i en parallellkoppling är ström additiv.
En typisk PV-cell producerar cirka en halv volt elektrisk effekt. När 36 PV-celler kopplas i serie blir resultatet en 18-voltsmodul. En modul eller panel är ett antal individuella celler sammankopplade och inrymda i en färdig produkt. En typisk PV-modul i en bostadsapplikation mäter cirka 2,5 fot gånger 5 fot, i antingen blåaktigt eller svart. Ramarna är antingen aluminiumfärgade eller svarta, där det senare är det överväldigande valet för de flesta husägare nuförtiden (de ser bara bättre ut).
Det är möjligt att uppnå ett brett utbud av spännings- och strömutgångar, beroende på hur de enskilda cellerna är sammankopplade. Mängden effekt en modul kan producera är en funktion av den totala ytan, såväl som mängden solljus som träffar modulen.
Typiska moduler är rektangulära och finns i en mängd olika storlekar och konfigurationer. Små moduler (den typ som används i handhållna miniräknare) ger mindre än en enda watt effekt, medan en typisk bostadsmodul producerar cirka 200 watt effekt, mer eller mindre.
Moduler kännetecknas av:
Den viktigaste egenskapen hos en cell är sammansättningen av kiselstrukturen. Enkristallina celler kan gjutas till ett göt av flera kristaller. Eller de kristallina materialen kan också avsättas som en tunn film, vilket kallas amorft kisel .
Enskilda kiselskivor som används för att tillverka PV-celler är inbäddade med metallkontakter (trådar). Cellerna är belagda med ett antireflexmaterial så att maximal mängd solljus absorberas i varje cell.
Enkristallina celler är mer effektiva än polykristallina eftersom, i polykristallina celler, gränser mellan korn introducerar motstånd mot strömflödet (som förbrukar energi). Amorft kisel är mycket billigare att tillverka, men det är bara ungefär hälften så effektivt att omvandla solljus till användbar elektrisk energi. Rent praktiskt betyder detta att ett amorft system kräver dubbelt så stor yta för att producera samma mängd effekt. Beroende på hur mycket yta som finns tillgänglig kan detta vara ett problem eller inte. I de flesta bostadsapplikationer är lämplig takyta begränsad, så effektivitet är en viktig faktor.