En begynderguide til solpaneler

10. september 2021

Hvis du er ny til solpaneler, kan både teknologien og installationsprocessen virke kompleks. Derfor har vi sammensat denne begynderguide til solpaneler.

Vi dækker det grundlæggende og går dybere ind i, hvad du har brug for at vide om at bruge solenergi og forstå solpaneler.

Hvad er solcellemoduler?

Et solpanel er en samling af fotovoltaiske (PV) celler, der absorberer sollys og omdanner det til elektricitet.

I de fleste installationer forbinder teknikere flere solpaneler for at skabe et solcellepanel. Komponenterne i et solcellemodul omfatter solcellerne, glashuset, bagfolien, metalrammen og ledningerne til kraftoverførsel.

En kort historie om solenergiteknologi

Thomas Edison udviklede jævnstrøm (DC), et kredsløb, hvor elektroner strømmer i én retning. Jævnstrøm fungerer på samme måde som et batteri, der driver en pære: standarden i USA indtil 1880’erne.

Nikola Tesla mente, at vekselstrøm (AC) var en bedre løsning, fordi videnskabsmænd nemt kunne konvertere den til forskellige spændinger. Dette gjorde vekselstrøm lettere at transportere over lange afstande.

Tidevandet begyndte at vende, da George Westinghouse valgte Teslas teknologi på verdensudstillingen i Chicago i 1893. Vekselstrøm blev standarden for det elektriske net i USA

Faktisk er Tesla, Inc. nu navnet på et firma grundlagt af Elon Musk. Virksomheden bruger vekselstrøm til sine energieffektive køretøjer og solcelleteknologier.

(Se også: Tesla bringer nationens mest bæredygtige kvarter til Austin)

Solens energi er afgørende for alt liv på Jorden, og mennesker har altid fundet måder at udnytte dens energi på. Solar PV-teknologi, som vi kender den i dag, har eksisteret siden Bell Labs udviklede den første siliciumcelle i 1954. I 1960 var solcelleeffektiviteten forbedret fra 4 % til 14 %.

Solenergiindustrien fortsatte med at ekspandere i de følgende årtier. Solteknologien er blevet forbedret på grund af forsknings- og udviklingsinvesteringer og lovgivningsmæssige rammer for sol-sammenkobling skabt af føderale og statslige regeringer. Begge omfattede politikker som skattefradrag, rabatter og standarder for vedvarende energi.

(Relateret: Guide til Federal Solar Panel Incentives)

I 1999 nåede den kumulative installerede solenergikapacitet 1.000 megawatt (MW). I 2000, mens astronauter installerede solpaneler på den internationale rumstation, opfandt Sandia Laboratories den moderne inverter. Denne inverter har væsentligt forbedret systemsikkerheden under strømafbrydelser.

I årtierne siden er prisen på solpaneler faldet dramatisk af to hovedårsager:

• Innovationer inden for solcellemoduldesign
• Forbedringer af reolsystem, der gør installationen nemmere og hurtigere

Ifølge Statista steg den globale nettoproduktion af solceller fra 1.288 MW til 633.700 MW fra 2000 til 2019.

Innovation inden for solteknologi vil fortsætte med at udvikle sig. Disse fremskridt vil igen gøre det lettere for almindelige borgere at købe højeffektive paneler. Nye systemer vil sandsynligvis også fokusere på materialer ud over eller ud over silicium.

Nylige gennembrud inden for perovskiter kunne for eksempel føre til paneler med højere effektivitet og evnen til at belægge overflader med solenergi lige så let som at male.

I betragtning af, at mængden af ​​sollys, der rammer Jorden hver time, er nok til at dække alle Jordens elektricitetsbehov i et år, har solenergi stort set ubegrænset potentiale.

Typer af solpaneler

Solpanelproducenter bruger forskellige solceller og solteknologier, men det mest almindelige solcellemateriale er silicium (Si). Silicium er en nøglekomponent i forskellige typer solpaneler, hver med unikke fordele og ulemper. Men afhængigt af hvordan du bruger solenergi, er det vigtigt at forstå fordelene ved nye solcelleteknologier ved hjælp af yderligere teknikker eller materialer.

Producenter laver solceller af silicium og bygger dem med et positivt og negativt lag, der skaber et elektrisk felt, der ligner et batteri. De fleste solpaneler er lavet af enten monokrystallinsk eller polykrystallinsk silicium.

Monokrystallinsk silicium

• Gennemsnitlig effektivitetsområde: Gennemsnitlig effektivitet er 15 % til 24 %.
• Sådan er det lavet: Wafers er skåret af en enkelt krystalblok af højrent silicium med celler, der danner en karakteristisk form.
• Udseende: Monokrystallinske celler har et ensartet udseende af små sorte firkanter med indhakkede hjørner. Solcellemoduler lavet med disse solceller har normalt en hvid eller sort bagsidefilm.
• Funktioner: Disse paneler leder elektricitet mere effektivt og yder bedre ved høje temperaturer og i skygge, og producerer mere solenergi end andre paneler af samme størrelse. Da denne teknologi er den mest udbredte teknologi, har den også bevist sig i forhold til holdbarhed. De er dog de dyreste paneler og genererer mere affald i fremstillingsprocessen.

Polykrystallinsk (eller multikrystallinsk) silicium

• Gennemsnitlig effektivitetsområde: Gennemsnitlig effektivitet er 12 % til 16 %.
• Sådan laves det: Fragmenter af flere siliciumkrystaller opvarmes, smeltes og komprimeres til en stor solcelle.
• Udseende: Disse solceller har en flerlags, ujævn, perlelignende overflade og er normalt blå i farven.
• Funktioner: Polykrystallinske solpaneler er mindre effektive, men billigere og producerer mindre spild i siliciumfremstilling. Det er de mest udbredte solcellemoduler i verden, hovedsageligt på grund af produktionsboomet i Kina de seneste år. Derudover er disse solceller dækket af et glashus, typisk lavet af anti-reflekterende glas (for at øge absorptionen af ​​sollys og forbedre effektiviteten af ​​solpaneler), og en bagsidefilm beskytter dem.

Tyndfilm solcellemoduler

• Gennemsnitlig effektivitetsområde: Deres gennemsnitlige effektivitet er 7 % til 13 %.
• Sådan fremstilles de: Et tyndt lag PV-materiale eller en kombination af materialer såsom ikke-krystallinsk amorft silicium (a-Si), cadmiumtellurid (CdTe) eller kobberindiumgalliumselenid (CIGS) aflejres på en overflade som f.eks. glas, plast eller metal.
• Udseende: Tyndfilmssiliciumpaneler er generelt større og har et ensartet, solidt sort udseende.
• Funktioner: Disse paneler bruger nyere, kommercielt tilgængelig teknologi og er velegnede til hjem eller virksomheder, hvor plads ikke er et problem. Tyndfilmssolpaneler er billige, nemme at fremstille, fleksible, bærbare og lette. De er dog mindre holdbare og har en kortere levetid.

Oversigt over silicium solcellemoduler

Andre solcelleteknologier

Multi-junction solceller er baseret på de samme principper som siliciumbaserede celler. Men producenter designer dem med flere lag af forskellige halvledere, der kan fange mere af lysspektret.

Heterojunction med iboende tynd film (Hit)

HIT solceller bruger tynde iboende amorfe siliciumlag på toppen og bunden af ​​en krystallinsk siliciumwafer. Interessant nok opfandt Panasonic dem.

Perovskites

Disse solceller er lavet af perovskit, en del af en familie af krystaller opkaldt efter den russiske geolog Lev Perovski. Perovskiter er mindre stabile end silicium, men kan opnå samme solenergieffektivitet som monokrystallinske celler. Det gør de også til en lavere pris.

Denne lovende teknologi er endnu ikke kommercielt tilgængelig. Producenterne kunne dog snart anvende det som en film over eksisterende siliciumbaserede celler for at øge standardeffektiviteten af ​​solpaneler. Oxford PV tester produktionen af ​​denne teknologi i Tyskland.

(Se også: Hvem laver de bedste solpaneler)

Sådan fungerer solpaneler

Funktionerne i solpanelsystemer er enklere, end du tror.

Solen frigiver små energipakker kaldet fotoner. Disse fotoner rejser til Jorden, og sollyset rammer panelerne på forskellige niveauer afhængigt af deres orientering og placering.

Solpaneler omdanner derefter solens energi (fotoner) til elektricitet, når den rammer en solcelle ved at frigive elektroner fra dens atomer. Disse elektroner strømmer derefter gennem en linje til en inverter.

Invertere konverterer denne elektriske energi fra jævnstrøm til vekselstrøm. Selvfølgelig bruger vi vekselstrøm til lys, apparater og apparater (alt hvad du sætter i en stikkontakt). Vekselstrømmen strømmer derefter til din elmåler for at drive dit hjem eller din bys elnet.

Når solen ikke skinner, og solpanelerne ikke har solenergi til at omdanne til elektricitet, fortsætter nettet med at drive dit hjem. Hvis dit solcelleanlæg genererer mere elektricitet, end du bruger på et givet tidspunkt, strømmer den elektricitet fra dit hjem tilbage til nettet. Mange forsyningsselskaber har nettomålepolitikker, der krediterer dig for den overskydende solenergi, du genererer.

(Relateret: Hvordan virker solpaneler?)

Typer af invertere

En anden vigtig komponent i et solenergisystem er inverterteknologien. Der er tre hovedtyper af invertere:

• String Inverter: Jævnstrømmen fra dit solsystem ledes gennem en enkelt inverter, som derefter forbindes til dit el-panel. String-invertere er den mest omkostningseffektive inverterløsning, men gør det vanskeligt at vurdere ydeevneproblemer på individuelle moduler.
• Mikroinvertere: Mikroinvertere er fastgjort på bagsiden af ​​hvert panel. De har tendens til at være dyrere, men giver mulighed for overvågning på panelniveau.
• Hybrid inverter: Dette tilbyder en mellemløsning, der kombinerer en central inverter med effektoptimering på hvert panel. Power optimizers er en DC-DC-konverterteknologi, der forbedrer ydeevnen ved at justere outputtet fra hvert panel til inverteren. Hybrid inverterteknologi tilbyder nogle af de samme systemydelsesfordele som mikroinvertere – men til en lavere pris.

Invertere tilbyder os yderligere funktioner udover konvertering af elektrisk strøm. Disse funktioner omfatter jordfejlsbeskyttelse samt indsigt i energiproduktion og sporing af maksimale strømpunkter.

(Se også: Hvem laver de bedste solpaneler)

Hvilken retning skal solcellemoduler vende?

Ideelt set bør solpaneler monteret på et standardtag vende mod syd for at tillade maksimal produktion. Hvis dine paneler vender mod sydøst eller sydvest, kan du forvente, at de producerer omkring 10 % mindre elektricitet. Dette kan dog stadig være nok til at drive dit hjem.

Hvis du ikke kan installere dine solpaneler mod syd, så overvej disse alternativer:

• Installation af paneler, der vender mod en anden retning: Paneler, der vender mod vest eller sydvest, kan muligvis producere nok energi til at forsyne hele eller dele af dit hjem. Din installatør kan træffe denne beslutning.
• Installation af flere paneler: Solpaneler, der ikke er sydvendte, vil ikke modtage så meget direkte sollys, men du kan muligvis kompensere for dette ved at bruge flere paneler.
• Montering af dine paneler på jorden eller væggen: Det er en almindelig misforståelse, at du kun kan installere solpaneler på dit tag. Hvis du ikke kan lide udseendet, eller hvis dit tag ikke vender mod syd, kan du installere dit system på en sydvendt væg, der modtager direkte sollys. Du kan vælge en udendørs plante, så længe du har plads til det, og nogle foretrækker denne mulighed. Installation og vedligeholdelse er billigere end et vægmonteret system.

Tjek vores letanvendelige solpotentialeberegner for at få et skøn over dit hjems solpotentiale. En installatør kan også bruge teknologien til at spore, hvordan solen rammer dit hjem. Med denne viden kan de installere dine paneler i den rigtige retning og i den rigtige hældning.

Hvornår skal du skifte til solenergi?

At skifte til solenergi er en smart livsbeslutning til enhver tid. Men at installere dit solcelleanlæg kort før sommer vil give dig de fleste fordele.

Du kan muligvis holde dit hjem op til 5 grader Fahrenheit køligere ved at skygge dit tag. Dette er naturligvis særligt nyttigt i de varme sommermåneder – det betyder en reduktion på 38 % i dit hjems årlige kølebelastning.

Skift til solenergi vil ikke kun spare dig penge på din elregning, men det kan også hjælpe med at holde lyset tændt, når sommervarmen bliver varmere – og udfald er mere sandsynlige.

Da elpriserne kan svinge om sommeren, er det fornuftigt at skifte til solenergi, inden den varme sæson begynder. For at være klar, er ethvert tidspunkt et godt tidspunkt at gå på solenergi.

(Relateret: Forberedelse til det uventede: Batterier vs. Generatorer til hjemmestrøm)

Find en pålidelig solcelleinstallatør til at hjælpe dig med overgangen til solenergi

Vi håber, at vores begynderguide til solpaneler hjælper dig med at blive mere fortrolig med solenergiens mange bevægelige dele.

At skifte til solenergi giver adskillige fordele: Du opnår energiuafhængighed og sparer penge på samme tid. Det er en af ​​de smarteste økonomiske investeringer, du kan foretage i dit liv.

Lad ikke noget stå mellem dig og installationen af ​​dine drømmesystem. En erfaren, troværdig solpanelinstallatør kan hjælpe dig med at udnytte solens kraft, uanset hvor du bor, eller hvilken retning dit tag vender.

Som en erfaren solcellevirksomhed, Freedom Solar, er vi førende inden for kommercielle og private solcelleanlæg og vil meget gerne hjælpe dig. Kontakt os i dag for en gratis konsultation for at komme i gang.