et solcellepanel består af solceller, der ofte samles i panelet i solcellemoduler. Et typisk solcellepanel består af 60 eller flere individuelle solceller. En solcelle er bygget som en smørrebrød. Det har et øverste lag og et nedre lag ligesom skiver brød. Disse lag er lavet af silicium, som behandles (kaldet doping) med andre elementer som bor og fosfor, der får siliciumet til enten at have for mange elektroner eller for få af dem. Solcellen producerer elektricitet, når lyset rammer det, fordi energien fra lyset slår elektroner løs fra Laget i cellen, der har for mange elektroner. Resultatet er, at den elektriske strøm strømmer fra cellen

den fotovoltaiske effekt

den fotovoltaiske effekt beskriver nogle materialers evne til at udsende elektroner, når de udsættes for lys. De fleste solceller er primært lavet af silicium, men andre materialer anvendes også. Materialer som silicium anvendes, fordi de er halvledere. En halvleder er et stof, der deler nogle af egenskaberne af metaller, som leder elektricitet, og nogle af egenskaberne af isolerende materialer, der ikke leder elektricitet.

Sådan fungerer halvledere i solceller

de to lag silikone i en solcelle kaldes n-laget og p-laget. N-laget har en negativ elektrisk ladning, p-laget har en positiv elektrisk ladning. Når sollys kommer ind i cellen, passerer fotonerne gennem n-laget, der bærer deres energi med dem. Fotonerne opgiver derefter deres energi til elektroner i det nedre p-lag. Disse elektroner bruger derefter den energi, som fotonerne giver dem, til at hoppe over i n-laget. Det resulterer i, at n-laget udsender disse elektroner i kredsløbet og producerer elektricitet.

Sådan fungerer solceller i et solcellepanel

solcellerne i et solcellepanel er forbundet sammen i serie. Dette betyder, at hver solcelle hæver panelets ultimative spændingsudgang. En typisk solcelle producerer omkring 0,46 volt. Men der er flere forskellige slags solceller, så den faktiske effekt vil variere afhængigt af typen af solceller, der bruges til at bygge solpanelet. Et solcellepanel kan bestå af 32, 36, 60, 72 eller 96 individuelle solceller. Således:

• 32 celler = 14,72 volt
• 36 celler = 16,56 volt
• 60 celler = 27,60 volt
• 72 celler = 33,12 volt
• 96 celler = 44,16 volt

et solpanels effekt kan bestemmes ved hjælp af denne ligning hvor P er lig med strøm, er v lig med spænding, og jeg er lig med strøm. Brug af Solcellepanelet 310 som et eksempel.

• (V) spænding = 32.78
• (I) strøm = 9.31 ampere
• (P) effekt = 305 effekt

den negative effekt af delvis skygge på et solpanel

solpaneler er stærkt påvirket af selv en lille skygge. Under delvis skygge falder output fra et solpanel dramatisk. Dette sker, fordi solcellerne i et solpanel er forbundet sammen i serie. Hvis selv en celle får skygge, falder cellens ydeevne, og det tager alle de andre celler ned med det. Værre endnu, i solsystemer med en central inverter, hvis et panels effekt går ned på grund af skygge, reducerer det output fra alle paneler i hele systemet!

standard 60-cellepaneler er elektrisk forbundet som tre sæt på 20 celler hver. Når så få som en af disse celler er skraveret, kan den slukke for hele 1/3rd af panelet. Små områder med delvis skygge fra træer og taghindringer kan forårsage denne form for tab konsekvent.

nogle panelproducenter er begyndt at bruge 120 halvceller snarere end 60 fulde celler for at gøre deres paneler endnu mere tolerante over for skygge. De seks forskellige kredsløb, snarere end blot tre samlede kredsløb til panelet, afbøde halvdelen af skygge tab samtidig holde basen elektriske profil den samme.

solpaneler mindsker også tabet af output forårsaget af skygge ved at forbinde cellerne i et solpanel sammen med bypass-dioder. En bypass-diode gør det muligt for strømudgangen fra ikke-skyggefulde solceller at omgå den skraverede celle. Noget output går stadig tabt på grund af spændingsfald, men den samlede effekt er højere, end det ville være uden dioden.

modulniveau effektelektronik

modulniveau effektelektronik (MLPEs) er elektroniske enheder, der er fastgjort til individuelle solcellepaneler for at styre deres effekt. Disse enheder er i stand til at afbøde tabet forårsaget af delvis skygge gennem en proces kaldet maksimal effektpunktssporing (MPPT). MPPT fungerer ved at overvåge output fra solcellepanelerne i systemet og derefter justere den elektriske belastning på solsystemet for at opretholde systemets bedst mulige effekt. Der er to enheder, der leverer MPPT.

JÆVNSTRØMSOPTIMERING

en JÆVNSTRØMSOPTIMERING er et udstyr, der er tilsluttet et solcellepanel for at overvåge og justere strømmen af spænding fra panelet. Hvis spændingen falder, reducerer DC-optimeringen den aktuelle udgang. Det vil igen øge mængden af spænding, der produceres af DC-optimatoren for at matche spændingsudgangen fra de andre paneler i systemet. Dette forhindrer det delvist skraverede panel i at trække strømudgangen fra de andre paneler i systemet ned.

hvis et panel f.eks. er delvist skraveret, vil en SolarEdge DC-optimator reducere strømmen for at holde spændingen ved 380v-400V, så omformeren fungerer konsekvent.

Mikroinvertere

solpaneler med mikroinvertere er mindre modtagelige for udgangstab forårsaget af skygge. I et mikroinverter-system har hvert panel sin egen inverter. Derfor, hvis et panel output er reduceret med skygge, det har ingen effekt på de andre paneler.

det sidste trin: inverteren

solpaneler producerer jævnstrøm – den samme type, der bruges i et 9-volt batteri, bare meget mere kraftfuldt! En inverter er påkrævet for at ændre denne jævnstrøm til den vekselstrøm, der bruges af lysene, apparater, og endda Batteriopladere i et hus. Det gør det ved at registrere den nøjagtige effektprofil, der kommer fra værktøjet og bruge en række kontakter til at efterligne den samme effektprofil. Når denne strøm er output til huset, det er den samme eller højere kvalitet end den strøm, der kommer fra forsyningsnettet.

i de senere år har forbedringer i solomformere gjort det muligt for dem at understøtte forsyningsnettet ved at gøre det mere stabilt. Solar invertere kan understøtte lav eller høj spænding, når forsyningsnettet kalder uden for de anbefalede grænser. Denne grid-interaktive support gavner hele kvarteret med konsekvent, velkonditioneret strøm.