Solpaneler

Teknologin har funnits sedan 50-talet och dess enkla funktion är att omvandla ljusenergi till elektricitet som vi sedan kan utnyttja i våra fastigheter. Solpanelen blir allt mer aktuell på dagens elmarknad och priserna har aldrig varit lägre.

Så fungerar solpanelen

En solpanel består av många små solceller. På samma sätt som solcellerna är ihopkopplade i solpanelen kan solpanelerna i sin tur kopplas samman till ett solkraftverk. 

Solcellen
Kristallina solpaneler är idag den absolut vanligaste teknologin på marknaden. De utvinns av kisel från sand som hettas upp och renas vid 1400 grader. Av detta bildas långa svarta kiselstavar som sågas i mycket tunna skivor. Varje solcell i panelen innehåller två av dessa kiselskivor där den ena har fått bor tillsatt och den andra fosfor. Det görs för att skapa ett över- respektive underskott av elektroner i de båda lagren. När solljuset träffar solcellen får det elektronerna i fosforen att röra sig ner till boren. Elektroner som rör sig skapar elektriska strömmar som vi kan utvinna som elektricitet. Varje kiselplatta genererar ungefär 0,5 volt. För att komma upp i tillräckligt hög spänning seriekopplas solcellerna (kiselplattorna) genom de övre kontakterna. Dessa kopplingar är oftast gjorda i koppar och ger det distinkta rutiga utseendet som ibland får solcellerna att se ut som stavar.  De sammankopplade solcellerna placeras därefter i en aluminiumram. Detta är det vi kallar för en solpanel.

 

Solpanelen
Beroende på vilket fabrikat och modell kan en panel ha varierande antal solceller. Måttet på själva solcellerna brukar dock vara konstant. Det vanligaste idag är att ha 60 stycken solceller i varje solpanel. Överst i ramen placeras ett antireflexbehandlat glas för att skydda och möjliggöra mesta möjliga produktion. I botten skyddas solcellerna mot fukt, mekaniska belastningar och beröring genom att kapslas in i ett laminat, vanligtvis EVA-laminat. Färgen på laminatet är både en fråga om estetik och produktion. Ett svart laminat kan ger ett enhetligare utseende, men alstrar också mer värme vilket har setts kunna påverka produktionen. Det finns också paneler som har glasad baksida istället för laminat, dessa är stabilare än standardpanelerna och har en högre tålighet för vind- och snölaster.

Alla paneler har en god hållbarhet, men vid montage och frakt är det mycket viktigt att de hanteras varsamt eftersom stötar och tappskador kan orsaka microsprickor. Dessa kan orsaka framtida så kallade hotspots. Hotspots är skadade områden på en panel där höga temperaturer kan uppstå och produktionen minskar. I värsta fall kan hotspots orsaka brand.

 

Solkraftverket
Antalet solpaneler som kopplas samman beror på dina önskemål om storlek, produktion och utseende. För användning på båtar eller husvagnar kan det räcka med en eller fem paneler, medan takanläggningar vanligtvis har en storlek på minst 20 m². Solpaneler kan kopplas samman på två olika sätt, serie- och parallellkoppling. I alla solkraftverk seriekopplas panelerna, men vid ett stort antal paneler kan man också behöva parallellkoppla dem. Det beror på att spänningen (V) ökar med varje panel som läggs till och en växelriktare kan hantera spänning från max 20-25 seriekopplade paneler. Vid parallellkoppling ökar strömmen (A) medan spänningen förblir konstant. På så sätt klarar växelriktaren av att hantera fler paneler. 

Om anläggningen blir skuggad under delar av dagen går det att använda så kallade optimerare för att maximera produktionen. Optimerarna kopplas i så fall på de paneler som riskerar att skuggas. Eftersom varje elektronisk komponent är en risk på en anläggning som ska hålla i decennier är det viktigt att överväga noga om optimerare gör skillnad nog för att vara värt det.

 

Kiselstav

Solcell

Solpanel

Seriekoppling av solpaneler

Parallellkoppling av solpaneler

Det påverkar solpanelernas produktion

Skuggor

Väderstreck

Panelernas lutning

Omgivningens temperatur

Växelriktarens konverteringsförlust

mätning_solkraftverk

Poly- eller monokristallina paneler?

Kristallina paneler finns i två olika varianter, polykristallina och monokristallina. Monokristallina paneler (mono-Si) är tillverkade av enkristallina kiselstavar, det vill säga en renare form av kisel. Dessa paneler känner man igen genom att cellerna är svarta. Polykristallina paneler (poly-Si) är tillverkade med flerkristallint kisel. Det gör att de får sitt karakteristiska utseende som är lite spräckligare och blåaktigt i tonen. De polykristallina panelerna är de som funnits längst på marknaden av dessa två. Verkningsgraden för kristallina paneler är mellan 16% – 20% av solens instrålning.

Trots att det skiljer en del i tillverkningsprocessen mellan poly- och mono-kristallina paneler är det inte någon större skillnad mellan deras produktion när de monteras i svenskt klimat. Alla solpaneler tappar i effekt när de blir väldigt varma, till exempel en varm sommardag med strålande sol. Vanligtvis brukar polykristallina paneler tappa något mer i produktion vid hetta jämför med monokristallina. Eftersom vi i Sverige inte har lika många varma dagar som till exempel södra Europa, är skillnaden mest estetisk.

Monokristallina paneler brukar ha en effekt mellan 280-300W per panel medan en polykristallin panel ligger på 265-285W.

Monokristallin panel (mono-Si)

Polykristallin panel (poly-Si)

Rekommenderade leverantörer

Är tunnfilmspaneler framtiden?

Tunnfilmen är den nya tekniken som de senaste åren har revolutionerat marknaden. Trots att de har en verkningsgrad på ca 14% i jämförelse med de kristallina panelernas 16 – 20% så finns det goda anledningar att hoppas på tunnfilms-tekniken. Den miljömässiga återbetalningstiden är mycket låg eftersom att de utvinns av mindre råmaterial och miljövänligare ämnen än de kristallina paneler. De är dessutom RoSH-godkända (Restriktion of Hazardous Substances) vilket innebär att de inte innehåller några farliga kemiska ämnen – de går i princip går att slänga i en vanlig soptunna.

Tunnfilmspaneler (CIS) är tillverkade av ämnena koppar (C), indium (I) och selen (S). Det finns även tunnfilmspaneler som innehåller gallium, som då kallas för CIGS.  Denna tekniken är mindre känslig för skuggor än de kristallina. Det beror på att de har en annan cellstruktur. Tunnfilmspaneler har långa, smala celler som ligger i serie. Sammansättningen i en tunnfilmspanel gör att endast den ytan som skuggas producerar mindre.

Tunnfilmer är precis som namnet avslöjar mycket tunna. Detta har öppnat upp för nya innovationer med böjbara paneler och andra nya sätt att använda solpaneler på. Framöver är det mycket troligt att vi kommer se allt fler innovationer med tunnfilmsteknologi om marknaden ger plats för dem.

Gothia tipsar

Välj kvalité

Det är väldigt svårt att se om en panel är bättre eller sämre än modellen intill. Cellerna ser i stort sett likadana ut oavsett kvalitét. Därför är det viktigt att du tänker på att köpa solcellspaneler av stora, välkända fabrikat som funnits länge på marknaden. Vid eventuella problem är det lättare att få kontakt med dessa än med mindre och okända tillverkare.