Faktaark om solceller - Energitjenesten
Faktaark om solceller - Energitjenesten
Faktaark om solceller - Energitjenesten
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Skolernes Energiforum laver<br />
inspirerende undervisning<br />
<strong>om</strong> energi og miljø<br />
FAKTAARK: Solceller<br />
Solenergi<br />
Vi bruger solenergi på mange måder:<br />
• Solen leverer energi til planternes fotosyntese.<br />
• Vi kan få varmt vand fra solvarmeanlæg.<br />
• Vi kan få elektricitet fra <strong>solceller</strong>.<br />
• Temperaturforskelle s<strong>om</strong> solen skaber på jorden er med til at skabe vind,<br />
s<strong>om</strong> bruges i vindenergi.<br />
• Opvarmning og fordampning af vand skaber nedbør, s<strong>om</strong> siden kan bruges<br />
i udnyttelse af vandkraft.<br />
Solen leverer enorme mængder af energi. Hele klodens energiforbrug på et<br />
år svarer til en 10.000-del af den solenergi, der rammer jorden i løbet af et<br />
år. I Danmark er solindstrålingen 1.000 kWh/m 2 pr år på en vandret flade.<br />
Figuren til højre viser verdens kendte energireserver sammenlignet med<br />
den årlige solindstråling på jorden.<br />
Årlig solenergi<br />
Energireserver<br />
Kilde: Nye fornybare energikilder. Norge<br />
Verdens årlige energiforbrug<br />
Gasreserver<br />
Olieserver<br />
Uranreserver<br />
Kulreserver<br />
Brugbar vandkraft<br />
Fotosyntese<br />
Vindenergi<br />
Typer af <strong>solceller</strong><br />
Der findes forskellige typer af <strong>solceller</strong>.<br />
Dem der bruges i dag er baseret på silicium og er hovedsagelig af typerne:<br />
• Monokrystallinske<br />
• Polykrystalinske<br />
• Tyndfilm<br />
Monokrystalinske er de dyreste, men har også den højeste virkningsgrad.<br />
Tyndfilms<strong>solceller</strong> har lavere virkningsgrad, men er billigere. De bruges typisk i udstyr s<strong>om</strong> f.eks. l<strong>om</strong>merregnere,<br />
s<strong>om</strong> har et meget lille effektbehov.<br />
Der forskes meget i at gøre <strong>solceller</strong> både billigere og mere effektive. De bedste <strong>solceller</strong> man har lavet, har<br />
i laboratorieforsøg virkningsgrader over 30%. Virkningsgraden fortæller, hvor stor en del af den indstrålede<br />
energi solcellen kan udnytte. I figuren til højre ses virkningsgraden på de <strong>solceller</strong> man bruger i dag.<br />
Kontaktfingre (-)<br />
p-lag<br />
n-lag<br />
Antireflekslag<br />
p-n overgang<br />
Bagsidekontakt (+)<br />
kilde: www.solenergi.dk<br />
Skolernes Energiforum<br />
www.skoleenergi.dk
Hvordan fungerer en solcelle<br />
En solcelle er et photovoltaisk system, der kan konvertere lys til<br />
elektricitet.<br />
En solcelle består af to lag silicium – et n-lag og et p-lag. Silicium<br />
hører til gruppe 14 (hovedgruppe 4A) i det periodiske system,<br />
hvilket betyder at der er 4 elektroner i yderste skal. N-laget er<br />
”dopet” (forurenet) med et stof, s<strong>om</strong> tilhører gruppe 15 (Hovedgruppe<br />
5A) (fx fosfor), med 5 elektroner i yderste skal. P-laget er<br />
dopet med et stof, der tilhører gruppe 13 (hovedgruppe 3A)(f.eks<br />
bor, gallium), s<strong>om</strong> har 3 elektroner i yderste skal.<br />
Når lys (energi) rammer solcellen, vil ledetrådene i n-laget frigøres<br />
fra silicum-strukturen og samles i kontakterne på solcellens<br />
overside. Herved kan de ledes i gennem et elektrisk kredsløb, fx<br />
en pære, tilbage til p-siden.<br />
%<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Virkningsgrad for <strong>solceller</strong><br />
Monokrystallinske (13)<br />
Polykrystallinske (11)<br />
Triple-Junction (7)<br />
Standard tyndfilm (6)<br />
Transparante tyndfilm (4)<br />
Type Kilde: www.dansksolenergi.dk<br />
Skyggepåvirkning<br />
Et solcelleanlæg er meget føls<strong>om</strong>t overfor skyggepåvirkning<br />
og producerer mærkbart mindre strøm<br />
ved skyggepåvirkninger. Solcellepaneler er serieforbundne,<br />
hvilket i praksis betyder, at en skygge<br />
på et mindre areal kan påvirke strømproduktionen<br />
i resten af anlægget negativt. Det er derfor væsentligt<br />
at placere anlægget på en flade, der er<br />
skyggefri i dagtimerne.<br />
Placering og udnyttelse af <strong>solceller</strong><br />
Det optimalt placerede solcelleanlæg har en orientering<br />
mod syd og er i Danmark monteret med en<br />
hældning på 40° fra vandret. Afvigelser fra denne<br />
idealsituation vil betyde, at anlæggets effekt reduceres.<br />
En reduktion kan dog holdes under 10 %<br />
i intervallet +/- 40° fra syd og 15-55° i forhold til<br />
vandret.<br />
Nedenstående figur viser en række skyggefaktorer,<br />
der kan have indflydelse på et solcelleanlægs<br />
ydelse. De typiske skyggegivere er træer, modstående<br />
bygninger, kviste og andre opstående, skyggegivende<br />
elementer i tagfladen. Kan man ikke<br />
finde et skyggefrit <strong>om</strong>råde på taget til placering af<br />
solcelleanlægget, er det i nogle tilfælde muligt at<br />
koble anlægget intelligent sammen rundt <strong>om</strong> en<br />
den eventuelle skygge, og at simulere effekten af<br />
skyggen i et 3D simuleringsprogram.<br />
Figuren illustrerer hvor mange procent, der mistes<br />
ved at placere solcelleanlægget væk fra den optimale<br />
situation, både i hældning og i orientering.<br />
Eksempel: Et lodret anlæg vender mod sydvest,<br />
har en hældning på 90° og afvigelse fra syd på<br />
45°. Ved aflæsning i figuren til højre fås en procentaflæsning<br />
på 70-75 (lilla felt), hvilket betyder<br />
at solcelleanlægget har en nedsat ydelse med 25-<br />
30 procentpoint.<br />
Skolernes Energiforum<br />
www.skoleenergi.dk
Change language