solcellepanelinstallationer er vokset eksplosivt over hele verden i de sidste ti år.

den bedste del er, at deres omkostninger dramatisk er faldet med 99% i løbet af de sidste fire årtier, så der er ingen bedre tid end nu at drage fordel af ren solenergi til dit hjem eller din virksomhed for at sænke elregningen.

ifølge 2018 data fra International vedvarende energi Alliance, (IRENA), USA er verdens tredjestørste solenergibruger bag Kina og Japan. Det Forenede Kongerige ligger på 7. plads efterfulgt af Australien på 8.plads.

da årtiet nærmer sig slutningen, har prognosen for solenergi aldrig set lysere ud.faktisk forudsiger brancheeksperter, at USA vil fordoble sine solinstallationer fra to millioner til fire millioner inden 2023. meget af denne vækst vil forekomme forudsigeligt i det solrige Californien, men flere andre stater er også i spidsen for solprojekter. Bemærk fra nedenstående graf, At tre af de fem bedste stater, der førte i solpanelinstallationer i 2019, var i det ikke alt for solrige nordøstlige USA.

selv Storbritannien, med mindre sol end mange dele af USA, havde over en million solpanelinstallationer i 2018, en stigning på næsten 2% (med hensyn til genereret strøm) fra året før.Australien ramte i mellemtiden 2 millioner solinstallationsmærket i 2018.

i lyset af denne solenergitendens, uanset hvor du drejer, accelereret af det presserende at stoppe med at brænde fossile brændstoffer og skifte 100% til vedvarende energi så hurtigt som muligt, tænker du måske, at det er tid til at hoppe ombord.

Hvis ja, velkommen til solenergirevolutionen!

en af de største bekymringer, når du oprindeligt overvejer en solcellepanelinstallation til dit hjem eller virksomhed, er at vælge den bedste type solcellepanel til dig.

i denne artikel vil du dykke dybt ind i de tre vigtigste muligheder for solpaneler, der er tilgængelige i dag. Disse er:

• monokrystallinsk
• polykrystallinsk
• tynd film

teknologierne, der understøtter alle tre af disse typer solpaneler, har gjort betydelige forbedringer over tid for at imødekomme dine energibehov bedre.

Vi vil også undersøge, hvad der sker og kommer i solenergi verden. Dette omfatter teknologier som:

• Bifacial solar
• Concentrated PV (photovoltaic) cell
• Solar tiles
• Transparent solar panels

alle disse innovationer inden for solenergi er banebrydende, og mange, især bifacials og CPV ‘ er, er kommercielt tilgængelige i nogle regioner og konkurrencedygtige priser. De har et stort løfte om at øge det grønne energisegment i det globale energiforbrug.

for eksempel forventes bifaciale solcellemoduler at stige ti gange i kapacitet inden 2024 til 28.000 megavatts (MVV)! Til reference er det nuværende nationale gennemsnit af amerikanske hjem drevet af kun en mv Sol omkring 190.

i denne artikel vil vi først overveje, hvad alle solpaneler, både dem i kommerciel produktion og de kommende, har til fælles: solceller indlejret i et solpanelsystem.

Hvad er et solcellepanelsystem?

et solcellepanelsystem er en sammenkoblet enhed (ofte kaldet et array) af solceller (PV) solceller, der (1) fanger energi, der stammer fra solen i form af fotoner; og (2) omdanne denne solenergi direkte til elektricitet. Mængden af produceret elektricitet, målt i volt eller vand, varierer afhængigt af systemet og typen af solcelle.

hvert enkelt solpanel (også kaldet et modul) i arrayet består af en gruppe solceller pakket sammen i en metalramme. Der er typisk 60, 72 eller 96 solceller i et enkelt solpanel.

for at konvertere jævnstrøm (DC) elektricitet produceret til vekselstrøm (AC), der bruges i dit hjem, indeholder hvert solcellesystem en inverter. Inverteren kan være stor og centraliseret.

alternativt har nogle fotovoltaiske moduler en inverter, der allerede er indbygget. Disse kaldes AC-moduler. Ledninger er meget enklere med AC-moduler.

hvad er solceller lavet af?

solceller i dag er for det meste lavet af silicium, et kemisk element med halvledende egenskaber. I de fleste typer solceller er silicium i krystalform.

fordi 100% ren siliciumkrystal ikke overfører elektrisk strøm, er den “doteret” med meget små mængder “urenheder”—normalt fosfor og bor—der let bærer en elektrisk strøm inden i siliciumkrystallgitteret.

silicium doteret med fosfor kaldes N-type (for “negativ”, fordi den har et overskud af elektroner).

silicium doteret med bor kaldes P-type (for “positiv”, fordi den har et underskud på elektroner).

når den er konstrueret med en n-type sektion ved siden af en P-type på denne måde, kaldes solcellen enkeltkryds, hvilket betyder, at den kun har et p-n-kryds.

når doteret silicium absorberer noget af solens energi, løsner det nogle frie elektroner i processen. I det elektriske felt i et solpanelsystem ledes elektronerne til at strømme i en retning og etablerer en elektrisk strøm.

solcellens elektriske felt forårsager spænding. Det matematiske produkt af strøm og spænding er strøm—den strøm, der bruges til at køre dine husholdningsapparater og varme eller afkøle dit hjem.

andre komponenter i en solcelle inkluderer en antireflekterende belægning, da siliciums naturlige glans ville få sollys til at reflektere ud af det—hvilket ikke er, hvad der skal ske, hvis du vil skabe elektrisk strøm.

solcellernes siliciumkrystaller er grupperet inde i et elektrisk felt og derefter dækket af glas for at beskytte alle komponenter mod vejr.

hvad er solcelleeffektivitet?

et mål for, hvor godt solpaneler absorberer sollys og konverterer det til elektrisk energi kaldes effektivitet. Lys bevæger sig i forskellige bølgelængder af varierende energiniveauer på tværs af båndene i det elektromagnetiske spektrum, og ikke alt absorberes af et solpanel. Målt i elektronvolt (eV) er den typiske båndgabsenergi, som kan absorberes og omdannes af et solpanel til elektricitet, omkring 1,1 eV.

fotoner, der rammer panelet med mere energi end det (og der er mange af dem) repræsenterer et energitab.

anvendelse af forskellige materialer i solpaneler med et lavt båndgab ville øge antallet af absorberede fotoner og følgelig strømmen. Men det ville også reducere panelets spænding. Da strøm er lig med strøm multipliceret med spænding, er der en afvejning mellem materialevalg og elektrisk feltstyrke i solpaneludvikling.

forskning viser, at det optimale båndgab i et materiale er mellem 1 og 1,6 eV.

udover materialet i et solpanel, der resulterer i noget energitab, er der problemet med den indre modstand af et materiale (kaldet seriemodstand).

silicium, som halvleder, leder ikke elektrisk strøm såvel som metaller. Dens seriemodstand er faktisk ret høj. Dette betyder Endnu en kilde til højt energitab.

for at rette op på dette er nogle paneler dækket af et metalgitter, så elektronerne lettere kan bevæge sig i det elektriske felt, fuldføre kredsløbet og skabe elektrisk strøm til dit hjem.

men ulempen ved dette overlejrende gitter er, at det blokerer noget af PV-celleoverfladen fra at absorbere fotoner! En tyndere gitterdækning ville minimere dette tab, men selve tyndheden ville bidrage med betydelig modstand og resultere i mere energitab.

afhentning: der er flere grunde til, at solceller ikke er meget effektive. Løbende forskning er baseret på at finde materialer, der er mere effektive, til reducerede omkostninger og er æstetisk tiltalende.

Solar Trivia: den højeste effektivitet, der nogensinde er registreret for et PV-panel til dato (udviklet i 2006) var omkring 41%!

dette var en amerikansk finansieret indsats for magt i rumforskning. På det tidspunkt troede Department of Energy, at systemet ville blive skaleret kommercielt og til sidst nå en solpanelpris på kun $3/vand, der producerer energi til $0,8–0,10 pr.

i 2019 er solprisen pr. I nogle områder kan det være så lavt som $2,50!

omkostningerne ved en kilovatt–time solenergi afledt af et solcelleanlæg på taget er omkring $0.06–$0.08 cent (mod $0.09-$0.13 for kul eller naturgasafledt energi).

Take-Home besked: Disse super lave satser for solenergi vedvarende energi er ekstremt konkurrencedygtige med fossile brændstoffer Energi i dag.

Desværre er en 41% grad af energieffektivitet stadig ikke almindelig for bolig-eller kommercielle solsystemer. Imidlertid ser noget af det arbejde, der udføres i laboratorier, lovende ud.

udover at opnå højere effektivitet fokuserer eksperimentelt arbejde på solpaneler også på lavere omkostninger og et mere behageligt udseende.

3 hovedtyper af solpaneler på markedet i dag

afhængigt af dit energibehov, budget, kosmetisk præference og pladstildeling er det vigtigt at afveje fordele og ulemper ved dine tre muligheder i solpaneler til dit hjem eller din virksomhed.

to af disse solpaneltyper består af enkeltkrydsede solceller. Teoretisk er deres maksimale effektivitet omkring 33%. Den højeste effektivitet opnået til dato med single-junction celler er omkring 22%.

tyndfilmens solpanel kan være enkelt-eller multi – junction afhængigt af dets materiale(er). Multi-junction solceller er lavet af forskellige materialer, som hver især bedst fanger fotoner med forskellige bølgelængder. På denne måde kan mere sollys omdannes til elektrisk energi.

monokrystallinske solpaneler

Konstrueret af en enkelt siliciumkrystal, der er skåret i skiver, indeholder monokrystallinske solpaneler rækker og søjler af disse skiver. Da silikonkrystallen (også kaldet en gødning) er cylindrisk, får udskæring af dem i skiver dem til at have afrundede kanter.

polykrystallinske solpaneler

polykrystallinsk (også kaldet multikrystallinsk) solpaneler har solceller indeholdende flere krystallinske fragmenter af silicium. Fragmenterne kan være de resterende stykker fra monokrystallinsk solproduktion. De er arrangeret på en uregelmæssig måde. Derefter smeltes de sammen og formes til faste blokke, inden de skæres i skiver. Hver skive er mere rektangulær end dens monokrystallinske modstykker.

se også: monokrystallinsk vs polykrystallinsk solpaneler

tyndfilm solpaneler

kaldet anden generation solceller, tyndfilm solpaneler kan være lavet af en række forskellige materialer, herunder:

• amorf silicium (ingen krystalgitter)
• galliumarsenid
• Kobberindium galliumselenid (CIGS)
• Cadmium tellurid (CdTe)

hver skive af en tyndfilmcelle er supertynd sammenlignet med de andre typer, hvilket gør den fleksibel. De kan påføres med et klæbemiddel direkte på en overflade (som dit tag, båd eller RV) eller sættes op i holdbare rammer (rack) ligesom de andre almindelige typer solpaneler.Se også: fleksible solpaneler: Ansøgning og nyttige Købstips

Her er en oversigtstabel over de tre mest almindelige solpaneltyper:

(Hvis du bruger et Solcellepanelnummer, skal du bruge et Solcellepanelnummer, som du bruger mobil enhed, Stryg til venstre og højre for at se tabellen i fuld størrelse.)

Solar Panel Type	Material	Efficiency	Cost	Appearance
Monocrystalline	Pure, single silicon crystal	High (18% or slightly higher)	Highest	Black or dark blue cells with rounded corners
Polycrystalline	Silicon fragments	Medium (15-17%)	High	Blue rectangular cells
Thin-Film	Various	Low (11%, men kan nå 15%)	laveste	sort eller blå ensartet overflade

4 solcellepanelinnovationer

de overordnede mål for forskning og udvikling i solpaneler er at:

• øg effektiviteten
• lavere materialepriser
• Forøg solsystemernes levetid
• øg æstetisk udseende

selvom nogle af følgende solteknologier kun er kommercielt tilgængelige i visse områder lige nu, her er et glimt af, hvad du kan se frem til overalt, når revolutionen med vedvarende energi skrider frem.

køb af solcellepanel Tip: når du begynder at få estimater for dit solcelleanlæg på taget eller baghaven, skal du altid spørge om den lokale tilgængelighed af disse nyere teknologier. Du kan bare blive heldig!

Bifacial solteknologi

“to-faced” solpaneler er i stand til at generere elektrisk strøm gennem fotonkontakt med begge sider af solceller.

da sollys rammer toppen af et solpanel, aktiverer nogle PV-celler, fortsætter det og passerer gennem panelet. Derefter reflekteres noget af det tilbage fra overfladen under panelet (som et tag). Disse reflekterede stråler udsætter de nederste solceller for yderligere fotonaktivering.

Bifacials kan være enten monokrystallinsk eller polykrystallinsk.SE OGSÅ: Bifaciale solpaneler: Boliganvendelser og tendenser

koncentreret PV-teknologi (CPV)

en af de mest avantgarde solpanelteknologier bruger linser eller buede spejle til direkte sollys til et specifikt punkt og koncentrerer det derved på en lille solcelle med flere kryds.i det væsentlige reducerer CPV energitabet ved sollysdiffusion over en stor overflade. Som et resultat forbedres effektiviteten kraftigt, endnu mere end hvad en monokrystallinsk solcelle vil levere.

lige nu er CPV dyrt på grund af tilføjede komponenter som solsporere og kølemekanismer.

Solar tile technology

i 2016 annoncerede Elon Musk fra Tesla konceptet med et soltag udstyret med solfliser (også kaldet solskifer eller sol helvedesild). Solar fliser fungerer som traditionelle solpaneler. De kan være konstrueret af tyndfilmmateriale eller monokrystallinsk silicium.

lige nu er solfliser lidt mindre effektive end konventionelle monokrystallinske solceller.

dette solcellepanelsystem har dog ikke noget understøttende rack, som traditionelle solcellepaneler er placeret i, og betragtes derfor som mere visuelt tiltalende end den almindelige opsætning. Sol fliser er installeret som konventionelle asfalt helvedesild og spænder over hele tagfladen.

Tesla estimerer, at deres soltag koster omkring $22/kvm. fod. mens andre beregner en pris på $35 / kvm. fod. For at sætte dette i sammenhæng i dag, for at dække et gennemsnitligt hjem med sol helvedesild, kan det koste op til $45k eller mere.

gennemsigtige solpaneler

opdaget af MIT-forskere fanger gennemsigtige solpaneler kun de bølgelængder af lys, som vores øjne ikke kan se (nær-infrarød og ultraviolet), samtidig med at synligt lys kan passere igennem.

så alt i teorien-fra mobiltelefoner til bærbare computere til vinduer—kunne have et gennemsigtigt solpanel på overfladen, der producerer elektricitet, men du ville aldrig vide det!

Her er et skematisk diagram over en gennemsigtig solcelle—billig at starte-taget fra MIT—kilden, der er knyttet til dette afsnit.

i øjeblikket er effektivitet for gennemsigtige solpaneler i den lave ende, men forskere ser 11% eller mere meget sandsynligt i den nærmeste fremtid. Bemærk dog, at hvis disse celler dækker alle vinduerne i en enorm skyskraber, for eksempel, selv en 5% effektivitet kunne nemt afholde 25% af de samlede omkostninger til strøm behov i bygningen.

en anden væsentlig fordel ved gennemsigtige solpaneler i forhold til konventionelle solpaneler er, at de ikke har brug for store vidder af jord eller vand (som traditionelle solfarme gør) for at fungere.

første kommercielle applikationer (til mobiltelefoner) forventes om få år.Se også: gennemsigtige solpaneler: reformering af fremtidig energiforsyning

Forestil dig, hvor transformativ den udbredte anvendelse af gennemsigtige solpaneler til vinduer (solvinduer) i byområder vil være! At opnå denne milepæl inden for solenergi innovation vil helt sikkert vippe det globale energiforbrug mønster til fordel for vedvarende energi fra solen.

nøgle grillbarer på typer solpaneler

solcellepanelinstallationer er vokset i popularitet og effektivitet, mens de falder i pris på grund af den grønne, rene energirevolution. Nu er det et perfekt tidspunkt at investere i et solcellepanelsystem.

de mest almindelige typer solpaneler til hjemmebrug er sammensat af monokrystallinske, polykrystallinske eller tyndfilmsolceller. De varierer i effektivitet og omkostninger. Monokrystallinske paneler er de dyreste og mest effektive. Den billigste, men typisk mindst effektive, er tyndfilm solpaneler.

polykrystallinske solceller har normalt moderat effektivitet og rimelige omkostninger.