Aurinkopaneelit hyödyntää perustieteellistä ilmiötä, fotovoltaista efektiä, muuttaakseen auringonvalon sähköksi.

Kun inflaatio jatkaa euron arvon syömistä, auringonvalon hyödyntäminen ja sen muuttaminen sähköksi tulee kuluttajille yhä houkuttelevammaksi. Aurinkopaneelien asennus omaan kotiisi voikin mahdollistaa kestävämmän tulevaisuuden.

Aurinkopaneelin eri osat

Aurinkopaneelit ovat avainasemassa kaikissa aurinkoenergiasysteemeissä. Ne ottavat talteen auringon energiaa ja muuttavat sen käyttökelpoiseksi sähköksi. Aurinkopaneelit sisältää muutamia eri osia:

• Aurinkokennot: Piistä valmistetut kennot muuttavat auringonvalon sähköenergiaksi
• Takalevy, kapselointi ja runko: Eristävä takalevy, lasi tai polymeerikapselointi ja metallirunko pitävät aurinkokennot koossa ja toimivat suojana
• Liitäntälaatikko: Liitäntälaatikko suojaa diodeja, johdotusyhteyksiä ja muita sähköisiä komponentteja
• Liittimet: MC4-liittimet ovat yleisesti käytössä aurinkopaneelien ja muiden aurinkopaneelijärjestelmän osien liitännässä

Muita osia kodin ja sähköjärjestelmän välillä on:

• Invertteri: Invertteri on kriittinen osa aurinkoenergiajärjestelmää. Aurinkopaneelit ja akut tuottavat tasavirtaa (DC), kun taas kotitalouslaitteet ja pistorasiat toimivat vaihtovirralla (AC). Invertteri muuttaa tasavirran aurinkopaneeleista ja akuista vaihtovirraksi kotitalouslaitteita varten
• DC-optimoijat ja sarjainvertterit: DC-optimoijat mahdollistavat jokaisen paneelin toiminnan itsenäisesti ja suorittavat jokaiselle paneelille maksimaalisen tehopisteen seurannan (MPPT). Optimoitu teho syötetään sitten yhteensopivaan sarjainvertteriin muuntamiseksi AC-virraksi
• Mikroinvertterit: Nämä laitteet mahdollistavat jokaisen paneelin toiminnan itsenäisesti, seuraavat maksimaalista tehopistettä ja muuttavat DC:n suoraan paneelissa AC:ksi, poistaen tarpeen keskusinvertterille
• Pikakatkaisulaite: Tämä laite varmistaa aurinkopaneelijärjestelmän turvallisen sammuttamisen
• Telemetriakeskus: Järjestelmän suorituskyvyn ja muun toiminnan seurantaan
• Akku: Akku ei ole välttämätön jos aurinkopaneelit kytketään suoraan yleiseen sähköverkkoon. Akkuja tarvitaan verkkoon kytkemättömissä järjestelmissä esimerkiksi mökeillä tai varavirtalähteenä esimerkiksi sähkökatkon aikaan

Miten aurinkopaneeli muutta valon sähköksi

Aurinkoenergian syntyyn liittyy kaksi tieteen ilmiötä. Valosähköefekti ja aurinkosähköefekti.

Valosähköefektin vaikutus tapahtuu, kun tietyt materiaalit altistuvat tietyn valospektrin valolle ja imevät auringonvalon fotoneja. Imeytymisen jälkeen nämä fotonit voivat virittää tai energisoida materiaalin elektroneja, mikä saa ne irtautumaan atomisidoksistaan. Kun nämä elektronit liikkuvat, ne tuottavat jännitettä ja virtaa.

Aurinkosähköefektin vaikutus on hyvin samankaltainen kuin valosähköefektin vaikutus, mutta se vie prosessin askeleen pidemmälle. Aurinkosähköefektin vaikutuksessa auringonvalon fotonit imeytyvät aurinkokennoon. Nämä fotonit energisoivat aurinkokennon materiaalin elektroneja, mikä saa ne irtautumaan atomisidoksistaan ja tulemaan vapaiksi. Aurinkokennoissa on PN-liitos, joka koostuu puolijohdemateriaaleista, jotka ohjaavat vapaiden elektronien virtausta, tuottaen sähköä.

Kytkentä yleiseen sähköverkkoon

Aurinkopaneelien asennus ei välttämättä tarkoita, että talosi olisi verkkoon kytkemätön. Verkkoon kytkemätön aurinkojärjestelmä on itsenäinen energiajärjestelmä, joka tuottaa ja varastoi sähköä itsenäisesti.

Verkkoon kytkemättömät järjestelmät käyttävät aurinkopaneeleja sähkön tuottamiseen ja sen siirtämiseen akkuun varastoitavaksi. Kun tarvitset sähköä laitteen käyttämiseen, invertteri muuttaa akussa varastoidun energian AC-sähköksi.

Verkkoon kytketyt järjestelmät eivät sen sijaan ole itsenäisiä. Ne on kytketty sähköverkkoon. Ne saattavat siirtää ylimääräisen aurinkopaneeleilla tuotetun energian takaisin sähköverkkoon, usein myyden sen takaisin nettolaskutuksen avulla saadakseen hyvityksiä sähkölaskuusi. Verkkoon kytkettyjen järjestelmien pääasiallinen etu on, että ne ovat huomattavasti halvempia, koska sinun ei tarvitse ostaa kalliita akkuja lisätäksesi järjestelmään.

Miten aurinkopaneelit toimivat talvella ja pilvisinä päivinä?

Aurinkopaneelit tuottavat sähköä myös talvella ja pilvisinä päivinä, vaikkakin vähemmän kuin aurinkoisina kesäpäivinä. Lumen peittäessä paneelit tuotanto voi pysähtyä, mutta yleensä lumi sulaa nopeasti paneelien pinnalta.