Blogginlägg -
Hur fungerar solceller?
I en värld där vi söker mer miljövänliga energilösningar, har solkraft blivit ett hett ämne. Men hur fungerar det egentligen? I den här artikeln tar vi en titt på de grundläggande principerna bakom solceller, avslöjar hur solenergi blir el, och utforskar varför detta är viktigt för vår hållbara framtid. Häng med när vi tar ett lättförståeligt djupdyk i solkraftens värld.
Så fungerar solcellspanelerna
En solcell är som solens eget energipussel. Den är uppbyggd av två bitar av speciellt material, oftast kisel. Dessa bitar har olika laddningar, en är positiv och den andra är negativ. Ovanpå och under kiselbitarna finns elektriska kontakter som skapar en sluten krets.
När solen skickar sina högenergistrålar mot solcellen, blir det som att trycka på startknappen. Det får elektronerna att börja röra sig i kretsen. Tänk på det som en evig resa för elektronerna, allt tack vare solens kraft.
Fortfarande förvirrad? Lugn, vi tar det från början!
Från solen till ditt eluttag
- En typisk solcell är gjord av halvledarmaterialet kisel. Kisel ser ut som en tunn skiva av spröd metall.
- Ljusabsorption: När solljus träffar solcellerna absorberas ljuset av halvledarmaterialet.
- Fotogenerering av elektroner: När ljuset absorberas av solcellens får det kiselhalvledarmaterialet elektroner att röra sig fritt inne i solcellen. Detta skapar fria elektroner och hål (brist på elektroner) i kiselstrukturen.
- Elektronflöde: De fria elektronerna rör sig i en riktning på grund av den inbyggda elektriska fältet i solcellen. Detta skapar en ström av elektroner.
- Elektrisk ström: Solcellerna är anslutna till varandra i en solcellspark, och elektronflödet genererar en elektrisk ström i ledningarna som är kopplade till solcellerna. En solcell producerar ungefär 0,5 Volt spänning, därför seriekopplas dem i stor solcellspanel och panelerna seriekopplas även de för att uppnå en spänning på uppemot 1 500 Volt.
- Invertering: Den genererade elektriska strömmen är vanligtvis likström (DC). För att använda den i det vanliga elnätet omvandlas den med en inverter till växelström (AC), som är den typ av ström som används i våra hem och i det allmänna elnätet.
- Elleverans till nätet: Den omvandlade växelströmmen matas in i elnätet och distribueras till förbrukare.
Hur är verkningsgraden?
En av de vanligaste frågorna vi får på Solgrid är: ”Hur fungerar solceller här i Norden där det är mörkt halva året?”
Sanningen är att solcellspaneler har goda förutsättningar även i nordligare breddgrader, eftersom de kan fungera i alla typer av solljusförhållanden. Dessutom har vi i Norden ett soligare sommarhalvår. För att förstå solcellspanelernas verkningsgrad, årstidsvariationer och teknikutvecklingens påverkan, intervjuade vi Per Lindberg på Solgrid.
– Man kan jämföra det med att vara ute en solig dag och titta rakt mot solen. Då kommer du att bränna dina ögon omedelbart på grund av den höga energinivån. Om man istället tittar runt omkring kan man hålla ögonen öppna hela tiden. Det diffusa ljuset har alltså mindre energi, men är fortfarande värdefullt, berättar Per Lindberg, som är PV Design konsult i Solgrid.
– En av de viktigaste trenderna de senaste åren är bifacial-teknologi, som det amerikanska branschtidningen Solar Power World har fördjupat sig i. Bifacial-teknologi utnyttjas faktiskt bättre på marken än på taket, eftersom dessa solcellspaneler kan ta emot ljus både framifrån och bakifrån. Allt diffust ljus, som till exempel ljuset som studsar av marken, bidrar till elproduktionen, fortsätter Per.
– Dessutom begränsas inte markmonterade solkraftverk av byggnadsstrukturer, de kan enkelt justeras för att maximera exponeringen för solljus och kräver mindre underhåll. Detta är särskilt användbart i Norden, där landskapet är ojämnt och varierat samt ofta utsatt för krävande väderförhållanden, berättar Per.
En solig framtid
För Solgrid är det viktigt att följa med i ny och spännande teknologi samtidigt som man arbetar med stabila och robusta lösningar som man vet fungerar i verkliga livet. Tidigare var det otänkbart med markmonterade kraftverk i Norden, men efter betydande kostnadsminskningar och ständigt ökande effektivitet har det nu blivit en konkurrenskraftig industri.
Och Per är optimistisk till framtiden:
– Solkraft har haft en fantastisk utveckling, både med tanke på effektivitet, men kanske framför allt på grund av kostnader. Samtidigt är det så att vi nu är på den teoretiska gränsen för hur effektiva kisel-solceller kan vara. Nya teknologier som är ännu effektivare och billigare är på väg.
– Solkraftsbranschen ser med andra ord ljus ut, avslutar Per.
