^{Linus Dahlberg –TE21D – 20-08-2022}

Solenergi använder solens strålar för att göra en elektrisk spänning mellan de olika sidorna av solceller, en sorts panel som fångar upp solljus. (Naturskyddsföreningen, 2021)

Effektivitet

Solceller kan bara generera el när de fångar upp solljus. Det gör att man måste sätta dem så att de täcker stora områden för att fånga upp så mycket solljus som möjligt. Det finns även exempel där speglar har använts för att reflektera solljus till paneler runt spegeln för att fånga upp ännu mer solljus. En solcell genererar olika mängder energi baserat på hur stor yta de täcker, vart de är placerade och hur mycket solljus det finns i det området, men enligt Lejestrand (2018) så genererar varje installerad kilowatt årligen 1000 kilowattimmar el ungefär.

Funktion

Solceller eller Solpaneler kan klassas som en fotodiod. Den består av två skikt var kemiska bindningar är central för att en fotovoltaisk reaktion ska ske. En fotodiod består av två delar klassade: P-skiktet och N-skiktet. Det vanligaste ämnet att använda när man bygger en fotodiod är Kisel då den har 4 valenselektroner. Sedan ”dopar” man de olika områdena med olika material (Fosfor för N-området och Bor för P-området). Fosforet agerar som ”elektronhål” då de tillför fria bindningsmöjligheter samt fria elektroner. Bor har tre valenselektroner medans Fosfor har 5 vilket leder till ett överskott på N-området. När P och N skiktet förs samman så blir det en så kallad PN övergång. Där sker det en reaktion då fria elektroner från P-skiktet och fria elektronhål från N-skiktet reagerar med varandra och skapar ett sorts elektriskt fält. Detta elektriska fältet kallas ”diod”. Sedan när soljusets protoner träffar P-sidan slås elektroner bort. Denna process kallas excitation. Om vi sen binder P och N skiktet kommer det komma en ström av elektroner mellan skiktet som vi då kan använda.

Samhällspåverkan

Solceller är väldigt tysta och ger grön energi. Detta betyder att de kan användas passivt av till exempel villaägare, då man kan installera och glömma dem då underhåll på dem är minimal. Dock så kan de ta upp plats och blockera marken från solljus, vilket kan ses som negativt av vissa. Men solceller kan placeras på tak där de inte stör någon vilket eliminerar den oron.

Miljöpåverkan

Solceller kräver ej bränsle och släpper inte ut avgaser, men de kan blockera ut solen från marken under dem vilket kan störa växtligheten. Det största miljöproblemet är dock tillverkningen av dessa solpaneler, och energin som krävs för det (solcellskollen, 2021). Till skillnad från andra ”gröna” energikällor använder inte solceller stora mängder REE´s vilket är sällsynta metaller som grävs ur marken på inhumana och dåliga sätt på klimatet. (L. Rodriguez, 2021)

Kostnad

Solceller kostar väldigt olika baserat på storlek, hur bra de är på att generera el etc. men för solceller för en vanlig villa i Sverige så borde priset enligt solcellskollen (2022) vara 160000kr för 10kW. De tillägger även att priset per kW kan sjunka relativt till storleken på byggnaden eftersom du behöver mer solceller, vilket är ett exempel på ett fenomen som kallas ”economy of scale”.

Framtiden

Solen ger ut mer än tillräckligt med energi för att täcka hela jordens behov många gånger om. På bara två timmar träffas jorden med tillräckligt mycket energi för att ge energi till hela värden i ett år. Detta betyder att Solenergi har enorm potential när det kommer till att täcka jordens energibehov. 

Men för att kunna använda solens energi på det mest effektiva sättet möjligt kommer vi behöva betydligt mer solceller. Många alternativ har lagts fram för vart man då ska ha dessa solceller, för mer information på detta kan du kolla på placering och olika versioner.

Utöver det, har solceller för tillfälligt en väldigt låg verknings grad av ~20-23%. Men tester av solceller i optimala förhållanden i labb har gett en verkningsgrad på 47.1%. (Dessa experiment var gjorda i National Renewable Energy Laboratory i Colorado.)

Placering och olika versioner

Solkraft behöver stora öppna ytor för att ge bästa resultat. I många länder har både privatpersoner och företag börjat bygga solceller på taken av byggnader. Detta göra att de inte tar upp mer plats än vad som redan var upptaget. Det minskar även chansen att de täcks av skuggor under dagen. 

När man tänker på det mest ideala stället att sätta solceller tänker man oftast på t.ex. öknar, men de är faktiskt rätt dåliga miljöer för att ha solceller i. Detta är till stor del för att solcellerna inte fungerar fullt ut i högre temperaturer. För att fungera optimalt behöver solceller även lite vind och låg humiditet. Öknar på andra sidan har oftast ingen humiditet och kan få extremt höga vindar. Detta med deras tendens att täcka solceller med sand gör miljön till rätt dålig plats att ha solceller. Solcellerna fungerar dessutom inte som bäst under höga temperaturer utan fungerar bäst mellan 15 och 25 grader (Boston Solar, 2019).

Referenser

Lejestrand, A. (den 3 December 2018). Solceller och Solenergi. Hämtat från Energiföretagen: https://www.energiforetagen.se/energifakta/elsystemet/produktion/solceller/

Naturskyddsföreningen. (den 16 mars 2021). Hur fungerar solceller och solfångare? Hämtat från Naturskyddsföreningen: https://www.naturskyddsforeningen.se/faktablad/hur-fungerar-solceller-och-solfangare/

solcellskollen. (den 7 Juli 2021). Är solceller miljövänliga? Hämtat från Solcellskollen: https://www.solcellskollen.se/vanliga-fragor/ar-solceller-miljovanliga

Boston solar. (14 Juni 2019). How do temperature and shade affect solar panel efficiency? hämtat från Boston Solar https://www.bostonsolar.us/solar-blog-resource-center/blog/how-do-temperature-and-shade-affect-solar-panel-efficiency/

RatedPower. (23 September 2021) Rare metals in the photovoltaic industry. hämtat från RatedPower: https://ratedpower.com/blog/rare-metals-photovoltaic/

Wikipedia.(6 augusti 2022) solceller. hämtad från Wikipedia: https://sv.wikipedia.org/wiki/Solcell#Hur_en_solcell_fungerar

Wikipedia.(26 Juni 2022) Fotodiod. hämtad från Wikipedia: https://sv.wikipedia.org/wiki/Fotodiod