Solceller

Hvad er solceller?

En solcelle omsætter lys til elektrisk energi. Det gør de ved hjælp af den fotoelektriske effekt, som er når sollyset rammer en overflade, løsriver der sig elektroner fra overfladen, som danner elektricitet. Fotonerne fra sollyset giver elektronerne øget energi, og derfor løsriver elektronerne sig fra overfladen, der bliver belyst med fotoner, og danner elektricitet. Derefter fanger man de negativt ladede elektroner, ved at have en positivt ladet plade, der opfanger elektronerne, og derved opstår et elektrisk kredsløb – ved hjælp af solceller. Så hvis man forbinder pladen der opfanger sollyset, med pladen der opfanger elektronerne og derefter forbinder den plade til f.eks. en elektrisk ledning, kan man danne strøm ved hjælp af solceller, derved har man en elektrisk strøm.

De fleste solceller er fremstillet af Silicium. Solceller er halvledere, eftersom de er fremstillet af Silicium. Til forskel fra ledere som eksempelvis metaller, kan halvledere kun føre strømmen en vej.

Nogle solceller kan omdanne omkring 40%, af den energi de får fra solen til elektricitet, hvorimod andre kun omdanner omkring 10 – 21%.   

Der findes tre forskellige solceller:

Amorfe celler:

Amorfe vil sige, at noget ikke er lavet af krystaller, og at stoffets atomer er placeret tilfældig i forhold til hinanden. Disse celler er lavet af en form for film. I lommeregnere, som er drevet af solenergi, er det Amorfe celler der bliver benyttet. De kan ikke danne så meget strøm, og kan derfor ikke række til meget mere end lommeregnere. De er ikke dyre at fremstille og de danner ikke særlig meget elektricitet.

Monokrystallinske celler:

Mono betyder en enkelt, hvilket vil sige at disse solceller er fremstillet af en Siliciumkrystal. Disse solceller danner meget elektricitet, eftersom at cellerne sidder tæt på hinanden på selve solcelle panelet, på den måde kan de optage mere sollys. Disse solceller er dyre at fremstille, og derfor ikke så anvendt endnu.    

Polykrystallinske celler:

Poly betyder flere, så disse solceller er dannet af flere Siliciumkrystaller. Disse krystaller sidder sammen, og danner derved solcellen.

Hvad gør solceller miljø rigtige?

Vores teknologiske industrielle samfund har et stort behov for el-energi.

I en ganske almindelig dansk husholdning er der flere og flere apparater, der bruger el-energi.

I dag er den primære kilde til elektricitet fossile brandstoffer som kul, olie og naturgas. Når energien fra fossile brandstoffer bliver omdannet til el-energi, er et biprodukt af denne proces CO₂. CO₂ er et af de stoffer, der skaber drivhuseffekten og derved også global opvarmning.

Da kul, olie og naturgas kun er en lagerressource, som ind til videre, kun er til i et begrænset omfang, skal det teknologiske samfund finde løsninger til at dække vores energibehov.

Solen er en energikilde, der er vedvarende og derved en potentiel kilde til at løse vores energiproblem.

Allerede nu omdanner vi solens energi til el-energi ved fx vindenergi, hvor solen opvarmer luften, som bliver til vinde, og ved vandenergi, som kan ses ved vandets kredsløb.

En tredje mulighed for at omdanne solenergi til el-energi er solceller.

Solceller er lavet af to tynde silicium skiver, og når de belyses strømmer der elektroner fra den ene skive og over på den anden, og derfor dannes der en spændingsforskel, så solcellerne fungere som et batteri.

Fordelen ved brug af solceller er, at de ikke forurener vores miljø, da der ikke er nogen biprodukter ved denne proces, men samtidig er det kun en begrænset mængde af solenergien, der bliver omdannet til el-energi. Produktionen af solceller er meget dyr i forhold til solcellernes effektivitet.

Da vi skal bruge miljø rigtig energi til vores samfund, skal der findes alternative løsninger på dette problem. Solceller er et godt alternativ, men da de ikke er effektive nok i forhold til prisen, er vi nødt til at tildele ressourcer til videreudviklingen af solcellerne, så pris og effektivitet kommer til at hænge sammen.

Solceller i hverdagen:

I Danmark  skinner solen omkring 1.800 timer hvert år. Ud af det kommer en masse solstråler fulde af energi. Solen har været der i flere milliarder år før mennesket, den har fået træer, blomster og grønsager til at gro og den får søernes og havets vand til at fordampe, så vi får regn og sne. Men alligevel er det først indenfor de seneste år vi er begyndt at kunne udnytte dens stråler i tekniske apparater.

Ved at bruge solfanger får vi også energi uden at røre en finger. Solen er  for eksempel med til at varme dit hus op, når den skinner ind af vinduerne. Dette kalder man passiv solvarme. Solenergi er en ren energi, men også en meget ustabil energi, da der tit går en sky ind foran solen i Danmark og fordi solen  heller ikke skinner om natten. Dette er et problem da man endnu ikke har fundet ud af hvordan man kan gemme på solenergi på en effektiv måde.

Solvarme kan kombineres med alle andre varmekilder og det er en miljørigtig og økonomisk måde at producere sit eget varme vand på- ved installering af solvarme og kan man ofte spare helt op til 60-70% på udgifterne til produktion af varmt brugsvand.

Man kan godt gemme solenergi i et batteri, men det er stadig rigtig dyrt. Så man kan indtil videre ikke kun nøjes med at bruge solenergi. Vi er afhængig af andre energiformer, når solen ikke længere skinner på himlen. Men det vil sandsynligvis være muligt i fremtiden at man kan bruge solcellerne til at spalte vand i brint og ilt. Briten vil nemlig kunne lagres, så på den måde kan solens energi omsættes til noget vi kan gemme. Men både solfangere og solceller er ret enkle konstruktioner, derfor er de også holdbare og lette at vedligeholde.

Ud fra dette kan vi konkludere at man i fremtiden vil bruge solenergi meget mere, så snart man har fundet en effektiv måde at gemme solenergien på, da dette er en langt mere miljørigtig måde at producere energi på. 

Henriette, Olivia & Frederikke