Effekten av ett fotovoltaiskt system är mätningen av hur mycket av den tillgängliga solenergi som en solcell omvandlar till elektrisk energi. De flesta typiska kisel solceller har en maximal effektivitet på cirka 15 procent. Men även ett solsystem med 15 procent effektivitet kan driva det genomsnittliga hemmet på ett kostnadseffektivt sätt.

Var kommer energin från?

Energi i solljus kommer i paket som heter photons. Dessa fotoner bär en viss mängd energi beroende på deras våglängd. När våglängden minskar ökar en fotons energi. Dessa fotoner exciterar elektroner i solcellen, vilket får dem att strömma genom kretsen, vilket skapar elektrisk ström. För att frigöra en elektron i kisel behöver en foton minst 1,1 elektronvolt energi. En elektronvolt är den mängd energi som behövs för att flytta en elektron genom en potential för en volt-potential. Om en foton har mer än 1,1 elektronvolt kommer en elektron att röra sig genom kretsen, men överflödig energi kommer att släppas som värme. Detta är en av anledningarna till att solceller har så låg effektivitet. de behöver bara en mycket specifik mängd energi för att kunna fungera.

Hur mycket energi ger solen?

Solen ger en annan mängd kraft beroende på var du är på jorden och där det är på himlen. Solpaneler klassificeras typiskt med antagande av standardbetingelser som kallas AM1.5. Detta står för luftmassan 1,5, vilket är det accepterade provförhållandet för solpaneler. Vid AM1.5 ger solen 1 000 watt per kvadratmeter. Den faktiska tillgängliga solenergi varierar dock med plats, väder och tid på dagen.

Vilken andel av solens kraft kan solceller använda?

För att förstå solens kraft, vi använder en strålningsmodell som heter blackbody-spektrumet. Blackbody-spektret berättar för energifördelningen av objekt vid olika våglängder. Baserat på ett blackbody-spektrum har 23 procent av solenergi en våglängd för lång för att vara användbar för solpaneler. Dessa foton kommer bara att passera genom cellen. Andra våglängder har viss överskottsenergi. Faktum är att ytterligare 33 procent av solens energi är överdriven energi som också är oanvändbar för kiselceller. Därför lämnar det bara 44 procent av solens energi tillgänglig för kiselceller. Mer av denna energi går förlorad på grund av reflektion och andra processer i själva cellen. Även om den teoretiska maximala effektiviteten kan vara högre, är den verkliga effektiviteten hos kiselceller vanligtvis cirka 15 procent.

Hur ökar vi paneleffektiviteten?

För att öka effektiviteten hos solpanel, Vi kan förbättra och diversifiera materialet vi använder för att göra dem. Olika material kräver en annan mängd fotonergi för att producera ström. Därför kan hybridpaneler täcka ett antal olika elektronviktvärden för att maximera den upptagna energin. Ett problem med detta tillvägagångssätt är tillverkningskostnaden. Den vanliga solpanelen är gjord av kisel, som är allmänt tillgänglig och väl förstådd. Eftersom materialen som används i solpaneler blir sällsynta och mer specialiserade, stiger tillverkningskostnaden. En ökad effektivitet kommer därför att öka i kostnaden.