et solpanel består av solceller som ofte er buntet sammen i panelet i solmoduler. Et typisk solpanel består av 60 eller flere individuelle solceller. En solcelle er bygget som en sandwich. Den har et øvre lag og et nedre lag akkurat som brødskiver. Disse lagene er laget av silisium, som behandles (referert til som doping) med andre elementer som bor og fosfor som forårsaker at silisiumet enten har for mange elektroner eller for få av dem. Solcellen produserer elektrisitet når lyset treffer det fordi energien fra lyset banker elektroner løs fra laget i cellen som har for mange elektroner. Resultatet er at den elektriske strømmen strømmer fra cellen

den fotovoltaiske effekten

den fotovoltaiske effekten beskriver evnen til noen materialer til å avgi elektroner når de blir utsatt for lys. De fleste solceller er laget hovedsakelig av silisium, men andre materialer brukes også. Materialer som silisium brukes fordi de er halvledere. En halvleder er et stoff som deler noen av egenskapene til metaller, som leder elektrisitet, og noen av egenskapene til isolerende materialer som ikke leder elektrisitet.

hvordan halvledere i solceller fungerer

de to lagene silikon i en solcelle kalles n-laget og p-laget. N-laget har en negativ elektrisk ladning, p-laget har en positiv elektrisk ladning. Når sollys kommer inn i cellen, passerer fotonene gjennom n-laget som bærer sin energi med dem. Fotonene gir deretter opp sin energi til elektroner i det nedre p-laget. Disse elektronene bruker deretter energien gitt dem av fotonene til å hoppe over i n-laget. Det resulterer i at n-laget sender disse elektronene inn i kretsen, og produserer elektrisitet.

hvordan solceller fungerer i et solcellepanel

solcellene i et solcellepanel er koblet sammen i serie. Dette betyr at hver solcelle øker panelets ultimate spenningsutgang. En typisk solcelle produserer ca 0,46 volt. Men det finnes flere forskjellige typer solceller, så faktisk effekt vil variere i henhold til typen solceller som brukes til å bygge solpanelet. Et solpanel kan bestå av 32, 36, 60, 72 eller 96 individuelle solceller. Dermed:

• 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 solpanelets utgangseffekt kan bestemmes ved å bruke denne ligningen: p = v x i. hvor p er lik strøm, v er lik spenning, og i er lik strøm. Bruke Hanwha Q 310 watt solcellepanel som et eksempel.

• (V) Spenning = 32,78
• (I) Strøm = 9,31 Ampere
• (P) watt = 305 Watt

den negative effekten av delvis skygge på et solcellepanel

Solcellepaneler er sterkt påvirket av enda litt skygge. Under delvis skygge faller utgangen av et solpanel dramatisk. Dette skjer fordi solcellene i et solcellepanel er koblet sammen i serie. Hvis enda en celle blir skygge, faller cellens ytelse og det tar alle de andre cellene ned med den. Enda verre, i solsystemer med en sentral inverter, hvis et panels effektutgang går ned på grunn av skygge, reduserer det utgangen av alle panelene i hele systemet!

Standard 60-cellepaneler er elektrisk forbundet som tre sett med 20 celler hver. Når så få som en av disse cellene er skyggelagt, kan den slå av hele 1 / 3rd av panelet. Små områder med delvis skygge fra trær og takhindringer kan forårsake denne typen tap konsekvent.

noen panelprodusenter har begynt å bruke 120 halvceller, i stedet for 60 fulle celler, for å gjøre panelene enda mer tolerante mot skyggelegging. De seks forskjellige kretsene, i stedet for bare tre totale kretser for panelet, reduserer halvparten av skyggetapene mens den elektriske profilen holdes den samme.

Solcellepaneler reduserer også tapet av utgang forårsaket av skygge ved å koble cellene i et solpanel sammen med bypassdioder. En bypassdiode vil tillate effekten fra ikke-skyggelagte solceller å omgå den skyggelagte cellen. Noen utgang er fortsatt tapt på grunn av spenningsfall, men den totale effekten er høyere enn den ville være uten dioden.

Modulnivå kraftelektronikk

Modulnivå kraftelektronikk (MLPEs) er elektroniske enheter som er festet til individuelle solcellepaneler for å styre effekten. Disse enhetene er i stand til å redusere tapet forårsaket av delvis skyggelegging gjennom en prosess som kalles maksimal power point tracking (mppt). MPPT fungerer ved å overvåke produksjonen av solcellepanelene i systemet og deretter justere den elektriske belastningen på solsystemet for å opprettholde systemets best mulige effekt. Det er to enheter som gir MPPT.

DC optimizer

EN DC optimizer er et utstyr som er koblet til et solcellepanel for å overvåke og justere spenningsstrømmen fra panelet. Skulle spenningsfallet, VIL DC optimizer redusere gjeldende utgang. Det vil i sin tur øke mengden spenning som produseres AV DC optimizer for å matche spenningsutgangen til de andre panelene i systemet. Dette forhindrer at det delvis skyggelagte panelet drar ned effekten til de andre panelene i systemet.

for eksempel, hvis et panel er delvis skyggelagt, vil En SolarEdge DC optimizer redusere strømmen for Å holde spenningen VED 380V-400V, slik at omformeren fungerer konsekvent.

Mikroinvertere

Solcellepaneler med mikroinvertere er mindre utsatt for produksjonstap forårsaket av skygge. I et mikroinvertersystem har hvert panel sin egen omformer. Derfor, hvis ett panels utgang reduseres med skygge, har det ingen effekt på de andre panelene.

det siste trinnet: omformeren

Solcellepaneler produserer LIKESTRØM – samme type som brukes i et 9-volts batteri, bare mye kraftigere! En inverter er nødvendig for å endre AT LIKESTRØM til VEKSELSTRØM som brukes av lysene, apparater, og selv batteriladere i et hus. Den gjør dette ved å oppdage den nøyaktige strømprofilen som kommer fra verktøyet og bruke en rekke brytere for å etterligne den samme strømprofilen. Når den kraften er utgang til huset, det er den samme eller høyere kvalitet enn strømmen som kommer fra verktøyet nettet.

de siste årene har forbedringer i solomformere gjort det mulig for dem å støtte strømnettet ved å gjøre det mer stabilt. Solomformere kan støtte lav eller høy spenning når strømnettet ringer utenfor de anbefalte grensene. Denne grid-interaktive støtten fordeler hele nabolaget med konsekvent, velkondisjonert kraft.