Tilde Emma
Her kan man se solcellens opbygning. Solcellen er opbygget af flere forskellige lag, den består af en ramme, glas, plastik, en solcelle, plastik igen og så folie. Solcellen bliver typisk beskyttet af noget glas, eller plastikdæk på toppen, det lader sollyset passere frit igennem.
Strømmen bruges til fjernvarme og strøm til husholdning, fx opvaskemaskinen, elkedelen, eller at oplade din telefon, og ved at vælge solceller og andre bæredygtige energiforsyninger som vindmøller, i stedet for fossile brændstoffer, så du bidrager positivt til klimaet.
Selve solcellen er også opbygget af forskellige lag, som man kan se på modellen
Solcellen er lavet af silicium.
Silicium er det 8. mest almindelige grundstof i universet. Silicium er et meget vigtigt stof i fx. sand, sten, mineraler, ler og jord. Silicium er særligt brugbart når man skal fremstille glas, cement eller keramik.
For at få solcellen til at skabe den elektriske effekt, skal elektronerne bevæge sig i solcellen.
I det øverste lag af solcellen er laget N-type silicium. De er n-type fordi man tilføjer Fosfor til silicium krystallerne, og så kommer der overskydende elektroner der bevæger sig frit omkring, med negative ladninger.
I den nederste del af solcellen er laget p-type silicium. P-type er når man tilføjer bor for at skabe et underksud af frie elektroner, positiv ladning og det betyder nogen af molekylerne har en ekstra elektron som vil forsøge at at forbinde sig med n-type silicium.
Pn feltet er et elektrisk felt, hvor de n-type og p- type danner par, og der bliver genereret elektrisk felt, også bliver der genereret elektricitet.
Den fotoelektriske effekt er når et foton ( et lyskvant) så solens stråler bliver absorberet og aktivere silicium
I solcellepanelerne bliver der genereret jævnstrøm. Men for at man kan bruge strømmen ude i huset, skal den omsættes til vekselstrøm. Det er det der sker inde i en inveter, også kaldet en vekselretter. Jo dyrere en inveter man har købt til sit anlæg, jo mere strøm kan der blive produceret. Når vekselstrømmen er blevet dannet, er den klar til brug i din husstand. På elmåleren kan du følge med i dit hus forbrug, og også solcellernes påvirkning på dit økonomiske regnskab. Nogle gange kan elmåleren løbe baglæns, ofte om sommeren, og det er når der bliver produceret mere strøm end der bliver brugt. Om vinteren optages der tit mere strøm end der bliver produceret.
vi ville gerne undersøge hvorfor man vælger at sætte solceller skrå og ikke flade, og det er fordi at ved at sætte dem skrå
ved at placere dine solceller rigtigt, optimerer og øger man energiproduktionen, og så kan du altså også spare penge på din elregning.
Ved at placere din solcelle skråt, optimere du effektiviteten med ca 20%, i forhold til hvis de ligger fladt den optimale placering i Danmark er 30-40 graders hældning, hvor solcellen vender stik syd. Hvis du til gengæld går ned på den nordlige halvkugle, så skal solcellerne vende mod nord. hvis du placerer din solcelle mod syd, får du det optimale ud af soltimerne ved både at få sol morgen, ved solens højdepunkt, og aften. Solen står nemlig op i øst og går ned i vest, og syd er hvor solen står højest på himmelen. Man kan også placere dem østvendt eller vestvendt hvid du kun er interesseret i at lave energi om morgenen eller aftenen, og der mister du kun ca 20% af hvis det var sydvendt.
produktionen er bedst i foråret, for temperaturen har også en påvirkning på elektriciteten. De kan godt blive for varme om sommeren og miste noget af det strøm der bliver produceret.
Forsøg
I forhold til hvor der er flest solceller og hvor mange anlæg der er i Danmark, har vi 2 modeller.
På denne model kan man se hvor mange % af boliger i en kommune der har solcelleanlæg på deres grund. modellen er over små solcelleanlæg, der producere op til 10 kw i timen. Man kan se at der er mindst i frederiksberg, københavn og vestegnen der har solceller på taget fx, og det skyldes at der er mange flere lejligheder og etagebygninger end i fx midtjylland, fx viborg og skive
MW står for megawatt. 1 MW er 1000 kw. Modellen viser store anlæg. Definitionen på store anlæg, er solcelleparker der producerer mindst 1000 kW/1 MW i timen. Man kan se at Holstebro, Vejle, Aabenraa og faxe er de kommuner der har størst samlet kapacitet fra solceller, med over 120 MW i timen.
Placering globalt
i dag er det Kina, Japan og Tyskland, som kan prale af at have flest solcelleanlæg i verden.
Hvis man skulle placere en solcelle bedst, så ville det være i Saharas. Hvis Sahara var et land, ville det med sine 8,5 millioner kvadratkilometer være det 5. største land i verden.
Den årlige gennemsnitlige solindstråling i Sahara udgør mellem 2.000 and 3.000 kilowatt timer (kWh) per kvadratmeter, ifølge NASA.
Til sammenligning bruger en gennemsnitsdansker 1.600 kWh strøm om året.Hvis vi stiller det op på denne måde, kan Sahara potentielt producere mere end hele Europas elektricitetsbehov 7.000 gange
Der er faktisk åbnet et solvarme kraftværk i Marokko, der giver strøm til mere end 1 million husstande. Det dækker et areal på 3000 hektar, og var driftsklar i 2018.
Hvor meget af den energi der bliver brugt i danmark er fra solceller?
er der potentiale for mere
Vi har undersøgt 3 forskellige måder man kan optimere en solcelles opbygning på.
Forskning i nye materialer til solceller er en af de mest lovende metoder til at forbedre deres effektivitet globalt. Traditionelle solceller, der er lavet af silicium, har en teoretisk effektivitet på cirka 29%, men der er andre materialer, der kan øge effektiviteten.
Perovskite solceller: En ny generation af solceller, der bruger perovskite-materialer, har potentiale til at være billigere og mere effektive end traditionelle siliciumsolceller.
Tandem solceller: Tandemsolceller kombinerer flere materialer, så de kan udnytte forskellige bølgelængder af sollys. Dette kan øge effektiviteten markant. Det er både et lag af silicium og perovskite. De forskellige lag absorberer forskellige bølgelængder af sollyset, hvilket gør det muligt for solcellen at udnytte flere dele af solens spektrum. Det kan øge effektiviteten med
Dynamiske solceller (bifacial): Solceller, der kan fange sollys fra både forsiden og bagsiden af panelet, den ændrer sin funktion afhængigt af hvilken retning solen stå, hvilket kan øge produktionen op til 30-40% sammenlignet med en normal solcelle. En dynamisk solcelle står på en stander som så roterer med solen.
Kan befolkningens modstand mod solceller være et problem?
Undersøgelsen her er foretaget af 436 husejere over 18 år, lavet af YouGov for Gjensidige, i februar 2024
Hvis man sætter solceller og vindmøller op mod hinanden, er der et større had til solceller end vindmøller, for vindmøller fylder mindre.
Der er også mange som har solceller på privat grund, antallet er steget fra 106.000 i 2022 til 126.000 i 2024, altså næsten steget med 20%. De fleste er indstillet positivt omkring solceller, mens andre mener, at det ikke kan svares økonomisk. Det viser en undersøgelse fra Gjensidige og NRGi.
Det er ikke kun det økonomiske ved solcellerne som spiller en rolle, det er også klimaet, for ved at du vælger solceller hjælper du med at øge klimabelastningen. Selvom at private solceller ikke hjælper vores samlede CO2 - udledning, gør det alligevel en forskel og er enormt positivt i forhold til den grønne omstilling.
Hvad er de positive ting ved solceller ift biodiversitet?
Nogle landmænd har forsøgt sig ved at kombinere både landbrug og solenergi på samme mark. Planterne får skygge, og det betyder flere blomster, og forlængelse af blomstringen. Dette betyder at insekterne får et større fødegrundlag, og de får mulighed for at føde senere på året end ellers, hvilket er godt.
Når landbrugsjord udtages til solcelleanlæg, stopper sprøjtning og tilførsel af næringsstoffer, hvilket kan gavne naturen og grundvandet. Det vil også sige mindre gødning. Og gødning løber jo ud i grundvandet, så på den måde er det godt for grundvandet at der kommer flere solceller. Så bliver der øget biodiversitet.
Man kan se på modellen her hvordan gødning ender i grundvandet, når overskydende næringsstoffer, som nitrater og fosfor, ikke optages af planter og i stedet siver ned gennem jorden. Dette sker især, når der bruges store mængder gødning, og jorden ikke kan absorbere alle næringsstofferne. Regn og vanding kan også hjælpe med at transportere disse stoffer ned i jorden og videre til grundvandet. Ved nedsivning kan der også ske plante og fiskedød, pga iltsvind
Er der andre positive ting ved solceller?
Solcelleparker kan generere en stabil indkomst til landmændene, hvilket er særligt vigtigt i tider med afgrøde, der svinger meget. Desuden kan solceller installeres på bygninger som lade- og stald tage, hvilket udnytter eksisterende strukturer uden at beslaglægge dyrkningsjord. Landmænd tjener omkring 4.000 kr pr. hektar på at forpagte deres jord væk, og kan tjene op til 15.000 på at leje jorden ud til solceller.
Er der andre ulemper ved solceller, og er det den mest bæredygtige energi?
At forstå co2 udledningen fra solceller er også vigtigt, for at forstå det som en bæredygtig energikilde. På trods af det CO2-udledning der sker under produktionen, kan man dele det ud så det bliver kun udledt omkring 27 gram CO2 pr. kWh over deres levetid.
Dette er væsentligt lavere end fossile brændstoffer som kul, der udleder omkring 820 gram CO2 pr. kWh.
De primære kilder til CO2-udledning i denne proces stammer fra de energikrævende trin, såsom udvinding og forarbejdning af silicium, som er den vigtigste ting for at solcellen kan fungere.
Selvom det kan tage op til 25 år for solceller at opnå en positiv klimabalance, er deres samlede miljøpåvirkning stadig betydeligt lavere end traditionelle energikilder. Denne viden er essentiel for at fremme solenergiens rolle i at reducere vores afhængighed af fossile brændsler og bekæmpe klimaforandringer.
For at svare på problemstillingen, så har vi jo været inde på det her med de positive og negative ting, men det her med at det er sådan en billig energikilde, og at mange folk vælger det fordi det er billigt, men at de gerne vil have solceller, bare ikke i deres egen have. Det her med at befolkningen kan være en udfordring for at sætte solceller op. Og så i forhold til hvor meget strøm der bliver produceret, så var det jo ca 11% af danmarks samlede elproduktion som var 33,4 Twh, som svarer til ca 4 twh. Og om der er mulighed for mere, har vi jo også været inde på med de 3 forskellige måder at forbedre en solcelle. Danmark regner med at i 2030 skal alt danmarks elproduktion være fra vedvarende energiforsyninger, så man håber på at lave mere strøm fra solceller.