Miten aurinkopaneeli toimii?

Miten aurinkopaneeli toimii?

Aurinkopaneeli toimii hyödyntämällä aurinkosäteilyn energiaa ja muuntamalla sen suoraan sähköenergiaksi. Paneelin pinta on päällystetty aurinkokennoilla, jotka koostuvat puolijohdemateriaalista, yleensä piikiteistä. Kun aurinkosäteily kohtaa kennon puolijohteen, aurinkosäteilyn fotonit voivat siirtää energiansa elektroneihin aurinkokennoissa. Syntyy niin sanottu valosähköinen ilmiö: fotonien luovuttaessa energiansa elektroneille syntyy jännite ja sähkövirtaa.

Eri valmistusmateriaaleissa on eroja siinä, miten tehokkaasti ne pystyvät muuttamaan auringonvalon sähköenergiaksi. Yksikiteiset piipaneelit ovat yleensä tehokkaampia kuin monikiteiset, koska niiden rakenteessa on vähemmän epäpuhtauksia ja niiden atomit ovat järjestäytyneet yhtenäiseen kiderakenteeseen, mikä parantaa sähkövirran kulkua. Toinen ero löytyy paneelien hyödyntämän puolijohteen sisältä: P-tyypin ja N-tyypin paneelit eroavat siinä, millä tavoin ne käsittelevät varauksenkuljettajia, mikä vaikuttaa niiden hyötysuhteeseen ja sovellettavuuteen erilaisissa ympäristöolosuhteissa. Materiaalivalinnalla on merkittävä vaikutus aurinkopaneelien suorituskykyyn, kustannuksiin ja pitkäikäisyyteen.

Tutustu tarkemmin aurinkopaneelien materiaaleihin ja tyyppeihin

Miten aurinkopaneeli tuottaa sähköä käyttöön?

Jotta aurinkopaneelin tuottama energia saadaan käyttöön sähkönä, tarvitaan invertteri eli laite, joka muuntaa saadun energian oikeaan muotoon. Aurinkopaneelit tuottavat aurinkosähköä tasavirtana, jonka invertteri muuntaa vaihtovirraksi. Tämä vaihe on välttämätön, sillä sähköverkko ja valtaosa kodinkoneista käyttävät vaihtovirtaa. Voidaankin siis sanoa, että invertteri on yksi aurinkovoimalan tärkeimmistä osista.

Muunnettu vaihtovirta voidaan syöttää suoraan sähköverkkoon, jolloin aurinkopaneelien tuottama energia hyödynnetään yleisessä sähköverkossa. Ylimääräinen energia, eli se osuus aurinkopaneelien tuotosta, joka ei mene suoraan kulutukseen, ohjataan sähköverkkoon myytäväksi. Käytännössä tämä tapahtuu tuntinetotuksena, jossa aurinkopaneelien tuotannon tuntikohtainen lukema vähennetään joka tunti talon vastaavan hetken sähkönkulutuslukemasta. Tällöin asiakas ei voi joutua tilanteeseen, jossa hän ostaisi ja myisi sähköä verkkoon samanaikaisesti.

Minne invertteri asennetaan?

Invertteri voidaan asentaa sisätiloihin tai ulkotiloihin, mutta sen sijoittamisessa on muutama tärkeä seikka huomioitavana. Ensinnäkin, invertteri tuottaa jonkin verran lämpöä, joten se tulisi asentaa paikkaan, jossa on riittävä ilmanvaihto. Toiseksi, invertteri tulisi sijoittaa mahdollisimman lähelle aurinkopaneeleita ja sähkökeskusta, jotta energiankuljetuksen häviöt olisivat minimissään. Tyypillisesti invertteri asennetaan ulkoseinään taikka sisälle tekniseen tilaan, autotalliin tai muuhun kuivaan ja suojattuun paikkaan.