Solcellens uppbyggnad
Solceller fungerar genom att omvandla ljusenergi från solen till elektrisk energi genom en process som kallas den fotovoltaiska effekten. En solcell består av en halvledare, vanligtvis gjord av kisel, som kan leda ström. Genom att manipulera halvledarens material med olika elektroner skapas en obalans som gör det möjligt för solcellen att fungera som en elektrisk generator när den exponeras för solljus.
När solens strålar träffar solcellen absorberas ljuset och energin överförs till elektronerna i halvledaren, vilket frigör elektroner och skapar ett elektriskt fält. Detta elektriska fält kan sedan användas för att skapa en elektrisk ström när solcellen är ansluten till en krets. Genom att koppla ihop solcellens positiva och negativa sidor kan den genererade strömmen riktas genom kretsen för att användas för olika ändamål. Det är viktigt att notera att strömmen som genereras av solcellen är likström.
En enskild solcell är vanligtvis ganska liten, ungefär 16×16 centimeter, och genererar en spänning på cirka 0,5 volt. För att öka spänningen och effekten kan flera solceller kopplas ihop till en solcellsmodul. Dessa moduler består vanligtvis av 60 eller 72 solceller, som är anslutna i parallella slingor för att maximera energiproduktionen.
Olika typer av solceller
Det finns olika typer av solceller Monokristallina (Mono) eller Polykristallina (Poly). Systematiken kring cellerna är densamma. Poly är blåaktiga, billigare samt lägre verkningsgrad. Mono är numera dominerande på marknaden.
Estetik och hur det påverkar verkningsgraden
Det finns solpaneler som kallas “full black”. Dessa paneler använder samma teknik som vanliga solceller med synliga ramar, men skiljer sig genom att ha både bakstycket och ramen i svart färg. Den svarta färgen ger en mer estetiskt tilltalande utseende och smälter bättre in på ett svart tak.
Dock har dessa fullt svarta paneler en något lägre verkningsgrad jämfört med vanliga solpaneler. Det beror på att det svarta bakstycket absorberar solljus istället för att reflektera det, vilket kan öka temperaturen på solcellerna och därmed minska deras effektivitet. Trots detta visar studier att skillnaden i verkningsgrad mellan de två typerna är minimal.
Även om fullt svarta paneler kan vara något dyrare, väljer många kunder ändå detta alternativ på grund av dess estetiska fördelar och dess förmåga att smälta diskret in i takets design.
Systemuppbyggnad
Solpaneler seriekopplas i strängar, och vanligtvis kan upp till cirka 20 solpaneler kopplas i en sträng. Detta antal paneler beror på produktionskapaciteten hos solpanelerna och valet av växelriktare. När ett solsystem har fler paneler än cirka 20, behövs fler strängar för att koppla dem samman. Målet är alltid att ha så långa strängar som möjligt för att maximera systemets effektivitet.
För att ge ett exempel: Om en installation kräver 30 solpaneler, skulle det vara mer fördelaktigt att ha två strängar med 15 paneler vardera istället för tre strängar med 10 paneler vardera. Genom att ha färre men längre strängar minskar man förlusten av effekt och optimerar solsystemets prestanda. Detta är en viktig aspekt att överväga vid dimensioneringen och designen av ett solenergisystem.
Växelriktare
För att använda den elektricitet som genereras av solpanelerna i din fastighet måste de anslutas till byggnadens elnät. En växelriktare är en viktig del i detta system. Dess huvuduppgift är att omvandla den likström som produceras av solpanelerna till växelström som kan användas i hemmet eller byggnaden.
En växelriktare spelar också en roll i att optimera produktionen av el från solpanelerna. Den övervakar spänning och ström i panelsträngarna och strävar efter att hitta det maximala effektläget, kallat MPP (maximum power point). Om solpanelerna är placerade i olika riktningar eller utsätts för skuggning, kan växelriktaren justera varje sträng individuellt för att motverka förluster i effektivitet.
Valet av växelriktare är viktigt och bör baseras på din fastighets specifika förhållanden. Det finns olika typer av växelriktare som passar olika situationer. För att optimera effektiviteten krävs att panelsträngarna är likadana i längd, lutning och riktning. Om detta inte är fallet kan det behövas en växelriktare med flera MPPT-funktioner eller användning av moduloptimerare.
Moduloptimerare är små enheter som kan placeras på varje solcellsmodul eller per två moduler. De kan hjälpa till att optimera produktionen av varje enskild panel, särskilt om det finns skuggning eller ojämna förhållanden för solpanelerna. Även om moduloptimerare kan vara effektiva är de också lite dyrare än andra alternativ.
