Solcellemoduler

Et solcellemodul består af flere solceller, som kan omdanne sollys til energi. Hovedbestanddel er et halvleder materiale, som regel silicium. Som halvleder betegner man materialer som hverken kan tildeles isolatorer eller leder, og hvis elektriske egenskaber kan påvirkes meget ved at tilføje fremmedstoffer (dotering). Solcellen består af to halvlederlag, der har separate metalkontakter der grænser op til hinanden. Disse lag blev doteret sådan, at et såkaldt n-lag (n=negativ) med elektronoverskud og et p-lag (p=positiv) med elektronmangel opstår. På grund af koncentrationsforskellen strømmer elektroner fra n-laget til p-laget, så der opstår et elektrisk felt inden i denne halvleder-struktur - den såkaldte rumladnings-zone.

Det øvre n-lag af en solcelle er så tyndt, at sollysets fotoner kan trænge igennem og dermed først afgiver deres energi til en elektron i rumladnings-zonen. Denne elektron er nu slået løs, kan bevæge sig, følger det elektriske felt og kommer så ud af rumladnings-zonen hen til n-lagets metalkontakter. Når der så tilsluttes en forbruger, lukkes strømkredsen: Elektronerne løber over forbrugeren til bagsidekontakten af solcellen og til sidst tilbage til rumladnings-zonen.

o Over 95 procent af alle producerede solceller består af halvleder materialet silicium (Si). Silicium har den fordel, at den som jordskorpens anden hyppigst forekommende element, eksistrer i tilstrækkelige mængder og at bearbejdningen af krystallen er miljøvenlig. Alt efter krystalltype, skelner man mellem tre celletyper: Monokrystallinsk, polykrystallinsk og amorph.

De forskellige celletyper har forskellige fremstillingsomkostninger og ydelsesgrader. Ydelsesgrader af amorfe celler (tyndfilmsceller) er lavere end de andre celletypers, men på grund af deres mindre komplekse fremstillingsmåde er de billigere.

Som virkningsgrad betegnes helt generelt forholdet mellem tilføjet og afgivet ydelse. Den afgivne ydelse kan maksimalt være så høj som den tilføjede ydelse, men aldrig højere. Det betyder at virkningsgrader aldrig kan være større end 1 (i stedet for ydelse, kan man også sætte den optagne og afgivne energi i forhold til hinanden). I solenergi produktion skelner man mellem celle-, modul- og systemvirkningsgrader. P.t. opnår den kommercielle masseproduktion alt efter anvendt teknologi, cellevirkningsgrader op til 20 procent.

Modulvirkningsgraden henviser til hele moduloverfladen, og er derfor altid lidt lavere end cellevirkningsgraden. Grunden er blandt andet mellemrummene mellem modulets celler, som ikke kan udnyttes.

Også inverteren omdanner solargeneratorens jævnstrøm til vekselstrøm med en bestemt virkningsgrad. Her spiller to delvirkningsgrader en rolle: Omdannelsesvirkningsgrad og trackingsvirkningsgraden, som afspejler MPP-trackingens præcision og hastighed. Apparater i topklassen opnår samlede virkningsgrader op til 99 %.

Systemvirkningsgraden henviser til hele solcelleanlægget. Her ses endnu en nedgang i forhold til modulvirkningsgraden som skyldes tab, f.eks. pga. kabler.

Polykrystallinske moduler fremstilles ligesom monokrystallinske moduler af silicium. I tilfælde af de polykrystallinske moduler er siliciumet imidlertid ikke så rent, således at der ved afkølingen opstår den typiske blålige krystallinske struktur. På grund af de lavere omkostninger ved materialet og produktionen, er polykrystallinske moduler lidt billigere end monokrystallinske moduler. Disse har derfor mere ydeevne og en højere virkningsgrad.

Solcellemoduler udnytter ikke kun det direkte sollys ved en skyfri himmel, men også den såkaldt diffuse lysindstråling, når det er overskyet.

Jo lysere det er udenfor, desto højere er modulernes ydelse - om solen kan ses direkte eller ej. Forresten udgør den diffuse andel ca. 50 % af indstrålingen i Centraleuropa.

Flere faktorer kan være afgørende for tab af ydeevne. Det kan være en forurening af modulerne, en defekt i en eller flere komponenter eller skygge af eksempelvist et træ eller en nabobygning. En fagmand på området identificerer årsagen til ydelsestab og afhjælper det.

Ofte kan forældede moduler erstattes af nye moduler. Her skal både de tekniske og optiske forhold overvejes. For den elektriske overvejelse skal først og fremmest udlægningen med inverteren kontrolleres. Hvis du har yderligere spørgsmål, hjælper vi gerne.

Principelt er det ikke obligatorisk at modulerne jordes. Montagestelet bliver dog, ligesom alle metalkonstruktioner og udstyr ved en bygning, integreret i potentialudligningen.

Solcelleanlæg er nærmest vedligeholdelsesfrie. Drifts- og serviceomkostningerne er derfor meget lave. En regelmæssig kontrol af anlægsdata er vigtig, så at en fejl kan opdages så tidligt som muligt. Støv og smuds på solcellemodulerne bliver som regel fjernet i tilstrækkelig grad af sne og regn. Særligt grove forureninger (f.eks. blade), som sørger for skygge på anlægget, bør naturligvis fjernes omgående.

o Ved korrekt og regelmæssig vedligeholdelse har solcellepaneler en meget lang levetid. Dette fremgår også af de frivillige garantier fra nogle producenter med op til 30 år. Den korrekte vedligeholdelse varierer fra anlæg til anlæg. Frem for alt skal stikforbindelser, isolationer og andre ubeskyttede dele kontrolleres. Den regelmæssige visuelle inspektion af eksterne skader og eventuel rengøring af modulerne anbefales også.