SOLCELLENS FUNKTION

De solcellsanläggningar som har installerats de senaste åren använder i huvudsak två olika modul­typer. Den ena modultypen är uppbyggd av kristallina kiselsolceller och den andra är upp­byggd av amorfa kiselsolceller, eller andra halvledarmaterial (t.ex. CdTe, CIGS), i dagligt tal så kallade tunnfilmssolceller.

En solcell består av en tunn skiva av ett halvledarmaterial med kontakter på fram- och baksidan. När solinstrålningen (ljuset) träffar solcellen polariseras den så att framsidan blir negativt– och baksidan positivt laddad. Metallkontakterna på fram- och baksidan tar upp laddningen i form av elektrisk ström.

Solceller så fungerar det

En kiselsolcell ger ca 0,5 volt, vilket är för låg spänning för att vara praktiskt användbar varför man seriekopplar ett antal celler (30-36 st för batteriladdning, 50-72 st för nätanslutning) i en modul för att de tillsammans ska komma upp i en lämplig spänning, t.ex. för att kunna användas för laddning av ett 12 volts blybatteri eller anslutas till en växelriktare.

EFFEKT BEROENDE PÅ SOLINSTRÅLNINGEN

Solceller fungerar så länge det finns solinstrålning, det vill säga så länge solen skiner. Solcellen producerar alltså el även om solen går i moln eller om det är mulet. Det är också solinstrålningen, tillsammans med solcellens yteffektivitet, som avgör hur mycket el den kan producera. En solig dag i Sverige har solens stålar en effekt på ca 1000 W/m2 medan den en mulen dag ger mindre. Vanliga 60-cells moduler har idag en verkningsgrad på omkring 15% vilket betyder att om solen skiner med en effekt om 1000 W/m2 ger den ca 250W, med högre verkningsgrad ökar utbytet. Alla solceller har dock en temperaturkoefficient som förklaras nedan.

SOLCELLENS TEMPERATURKOEFFICIENT

Alla solceller har som sagt en temperaturkoefficient som enkelt kan förklaras som att med ökad celltemperatur minskar verkningsgraden i cellen och tvärt om. Temperaturkoefficienten är normalt ca -0,34% per ökad °K.

Solceller temperaturkoefficient SOLARWATT

 

Varje solcellsmodul testas i STC (standard testing conditions), översatt på svenska blir det ungefär ”Standardiserade testförhållanden”. Dessa förhållanden innebär 1000 W/m2 solinstrålning, AM 1.5 (vilket är luftmassan ljuset passerar genom och som påverkar ljusspektrumet) och 25°C celltemperatur. Testerna fastställer bland annat solcellsmodulens effekt och yteffektivitet.

Solceller prestanda under STC SOLARWATT

 

Vid 800 W/m2 solinstrålning, NOCT (normal celltemperatur – 20°C) och AM 1.5 ser man hur temperaturen samt den minskade solinstrålningen minskar solcellens effekt.

Solceller prestanda under NOCT SOLARWATT

SOLINSTRÅLNING I SVERIGE

solinstralning sverige     solinstrålning vinkel

Kartan visar den genomsnittliga solinstrålningen i Sverige och bilden visar hur olika placeringar av solceller ger olika procentuella effektskillnader. För att uppskatta hur mycket solel din solcellsanläggning kommer att producera per år tar du solinstålningen multiplicerat med placeringen och summan av det multipliceras med antalet installerad kW.

Exempel:

För en installerad solcellsanläggning på 5kW (45° lutning, rakt söderut) i Stockholm skulle beräkningen bli
1000 * 1,12 * 5 = ca 5600 kWh

För dig som vill beräkna mer exakt.

SOLCELLER KOMBINERAT MED SOLVÄRME ELLER ANNAN UPPVÄRMNING

En tvåbarnsfamilj gör av med ca 7000 kWh/år i hushållsel och en normalvilla i Sverige förbrukar mellan 12000-25000 kWh/år beroende på uppvärmning. Oavsett vad du har för uppvärmning och hur effektivt ditt hus är kommer man alltid ha en elförbrukning och den el kan man producera själv. Detta betyder att solceller är lönsamt och går utmärkt att kombinera med exempelvis solvärme eller bergvärme.

NÄTANSLUTNING ELLER OFF-GRID

Solceller har många olika applikationsområden men de två vanligaste man skiljer mellan är solcellssystem för nätanslutning och icke nätanslutna solceller, så kallat off-grid.

Solcellssystem för nätanslutning fungerar på det sättet att solcellerna seriekopplas i så kallade strängar. Detta gör man för att öka spänningen i strängen och på så sätt minska kabelförluster. Solcellerna kopplas sedan in i en växelriktare som gör om likströmmen, som skapas när solen träffar cellerna, till växelström och fasar in den på din sida av elmätaren. Detta leder till att man i största möjliga mån själv förbrukar den el man producerar. Kan man inte själv förbruka elen får man en överproduktion som man kan sälja tillbaka till nätet. Då man inte kan producera hela sitt behov köper man istället el från nätet.

Off-grid anläggningar kan se ut på många sätt men enkelt förklarat består dessa av solceller som kopplas till en laddregulator som i sin tur sköter uppladdningen av en batteribank. På detta sätt kan man lagra elen man producerar och använda den när man behöver den. Vanliga applikationsområden för fristående solcellssystem är fritidshus, båt och husbil.

SOLCELLENS PÅVERKAN PÅ MILJÖN

Solceller är en hållbar energikälla som efter tillverkning är helt fri från koldioxidutsläpp. När solcellen har suttit uppe i cirka två år har den genererat mer energi än vad som går åt för att producera den.
De solceller vi jobbar med har en linjär effektgaranti upp till 30 år och under de åren har man genom investeringen bundit sitt elpris för den elen anläggningen producerar.
Eftersom anläggningen saknar rörliga delar krävs minimalt underhåll. Man monterar oftast anläggningarna på befintliga byggnader och behöver därför inte avhålla någon mark för projektet.

Genom att investera i en solcellanläggning bidrar du till ett mer hållbart samhälle.