Solceller
Solceller er halvledere, der omsætter lys direkte til elektricitet via en fotoelektrisk effekt. Når solens stråler rammer solcellen, får dens elektroner tilført så meget energi, at de bliver slået løs og kan bevæge sig. Elektronerne vandrer gennem solcellen og skaber en spændingsforskel (Volt) og dermed danner en elektrisk strøm (Ampere). Et solcelleanlæg består typisk af et antal paneler, der er koblet sammen og forbundet med en vekselretter via et elkabel. Vekselretteren omdanner den producerede strøm fra jævnstrøm til vekselstrøm, som du kan bruge direkte i din bolig eller sende ud på nettet, når du har overskud.
Solceller er karakteriseret ved at de omsætter strålingsenergi direkte til elektricitet ved hjælp af den såkaldte fotoelektriske effekt, som første gang blev opdaget af franskmanden Bequerel i 1839, og senere beskrevet af Einstein. Energi fra solceller er derfor ikke baseret på opvarmning i modsætning til solfangere, faktisk fungerer solceller bedst ved lave temperaturer.
De fleste solceller er lavet af grundstoffet silicium, som er tilsat små mængder af grundstofferne fosfor og bor på hver sin side af solcellen. Herved dannes der et indbygget permanent elektrisk felt, som gør at frie elektroner inde i solcellen gerne bevæger sig i den ene retning, men helst ikke den anden vej.
Normalt er elektronerne låst fast, men når solcellen belyses, vil sollysets fotoner slå elektroner løs, så de kan bevæge sig frit rundt og til slut blive samlet op af et fintmasket elektrisk ledende gitter på solcellens forside, som udgør den negative pol.
Resultatet er at der bliver opbygget en spændingsforskel på ca. 0,6 V mellem solcellens for- og bagside, når den belyses. Hvis man forbinder de to sider med et elektrisk kredsløb, vil spændingsforskellen søges udlignet, ved at der løber en strøm, som er proportional med bestrålingsstyrken.
I det ideelle tilfælde vil en foton netop tilføre så meget energi til en elektron, så den kan blive en fri ladningsbærer, som kan bevæge sig til den negative pol. På grund af sollysets spektralfordeling vil korte bølgelængder have overskud af energi og lange bølgelængder underskud i forhold til det, der er nødvendigt for at løsrive elektronen.
Det er derfor ikke alle bølgelængder, der udnyttes lige godt, og det er netop en af barriererne for at opnå en høj effektivitet af solceller i forhold til sollysets spektrum. Normale solceller af silicium udnytter ikke den langbølgede varmestråling fra solen, men fortrinsvis det synlige lys.
Silicium findes i enorme mængder og udvindes typisk af sand. Det er en tung og dyr proces at udvinde den rene silicium.
Selvom Danmark ligger nordligt, har vi over et år lige så meget solskin som Paris, og der er derfor rigeligt med sol i Danmark til produktion af el med solceller. Solceller omdanner solens energi til elektricitet, du kan bruge direkte i hjemmet. Det er selve lyset, der aktiverer solcellen og ikke solstrålerne, derfor produceres der i et vist omfang også strøm, når det er overskyet.
Udover at energien er grøn og vedvarende, er den også til rådighed på de tidspunkter hvor el-forbruget er størst. Det er nemlig om dagen at alle vores industrier og kontorer bruger energi.
I et samfund hvor vi ønsker at bruge vedvarende energi, er det en nødvendighed med flere systemer der producerer energi på forskellige tidspunkter af døgnet og året, således at vi kan matche efterspørgslen med produktionen af el.
Synergieffekten mellem sol og vind er fantastisk. Sol leverer energi om dagen og vind primært om natten. Sol leverer energi om sommeren, vind primært om vinteren.
Se denne film: http://www.youtube.com/watch?v=xSYRL4RSuPo