Det er nesten nødt til å være sånn. Solceller, paneler og all teknologien som har med disse tingene å gjøre, er tildels avansert teknologi. For å beskrive dette kort og presist kreves det derfor endel terminologi. Dette kan virke ekskluderende på de som ikke er inne i materien, mens for de på innsiden er terminologien et presist verktøy for å kommunisere effektivt.
Her kommer en del av den mest sentrale terminologien vi støter på når vi leser om solceller. Mange av disse har vi beskrevet mer detaljert i andre artikler som handler om akkurat det, mens andre av begrepene er forklart dypt nok her.
Fakta: Slik virker solceller
Tall i datablader
STC – Standard Test Conditions: Standard testforhold er et oppsett for å dokumentere et solcellepanels elektriske og fotovoltaiske egenskaper i et laboratorium. Dette er en industristandard test som gjør det mulig å få sammenlignbare tall fra forskjellige leverandører. Oppsettet er:
- Belysning med fullt solspektrum på 1000 watt per kvadratmeter (W/m2)
- Omgivelsestemperatur på 25℃
- En standard lufttetthet som representerer en breddegrad der de fleste i verden bor (Cirka 38 grader nord og sør breddegrad, benevnes som AM 1.5).
Blant målingene som utføres under STC er spenning uten last Voc og kortslutningsstrømmen Isc. I tillegg beregnes solcellepanelets maksimale ytelse der kombinasjonen av strøm og spenning er på sitt høyeste. Dette omtales som «Peak power» med forkortelsene PMAX og Wp, som i større installasjoner blir til kWp.
NOC – Nominal Operating Conditions: Testforholdene som STC beskriver er så å si helt optimale. Det er sjelden at man opplever det i praksis, og i alle fall ikke som et gjennomsnitt over en lengre periode. Solcelleindustrien har derfor definert et testoppsett som representerer en «normalt bra dag» i tillegg – Nominal Operating Conditions, NOC. Dette oppsettet er:
- Belysning med fullt solspektrum på 800 watt per kvadratmeter (W/m2)
- Omgivelsestemperatur på 20℃
- En standard lufttetthet som representerer en breddegrad der de fleste i verden bor (Cirka 38 grader nord og sør breddegrad, benevnes som AM 1.5).
- En vindstyrke på 1 meter per sekund (m/s), som påvirker temperaturen til solcellene.
Med dette oppsettet måles deretter de samme verdiene som under STC-testing.
NMOT – Nominal Module Operating Temperature: Dette er temperaturen inne i solcellepanelet når det arbeider under NOC-forhold. Temperaturen er viktig for ytelsen til solceller, der høy temperatur svekker produksjonen, mens lav temperatur øker den.
Temperaturkoeffisient: Dette er et tall som viser hvordan solcellenes ytelse endrer seg etter temperaturen, vanligvis som endring i forhold til STC. Tallet oppgis som et prosenttall pluss eller minus, som viser endringen per ℃ økning i temperaturen. Om man vil finne tallene for lavere temperatur, må fortegnet byttes. Verdiene som vanligvis oppgis:
PMAX: Går ned når temperatur øker, opp om det er kaldere
VOC: Går ned når temperatur øker, opp om det er kaldere
ISC: Går opp når temperaturen øker, ned om det er kaldere
Voc – Voltage open circuit: Dette er spenningen til et solcellepanel som ikke er koblet til noe. Det kan måles med et voltmeter for å sjekke panelet under installasjon. Voc brukes også for systemdesign, for å finne antallet solcellepaneler for et spesifikt lastbehov. Voc er en viktig verdi når et solcellepanel skal testes under standardforhold.
Vmpp – Voltage at maximum power point: Når du belaster et solcellepanel faller spenningen noe, akkurat som tilfellet er for batterier. Vmp er den spenningen som er tilgjengelig når panelet er koblet til en last, og det arbeider under maksimal kapasitet i en standard test. De fleste leverandørene spesifiserer Vmp til å være mellom 70 og 80 prosent av Voc.
Isc – Short circuit current: Kortslutningsstrøm er den høyeste strømmen et solcellepanel vil produsere når strømmen måles direkte på polene til panelet under standard testforhold. Dette tallet brukes til å finne ut hvor mange ampere panelet håndterer når det kobles til en lader eller en vekselretter (inverter).
Impp – Strømstyrke ved maksimal ytelse: Dette er strømmen målt nå solcellepanelet produserer sin maksimale effekt. Dette er strømmen du forventer å se når panelet er tilkoblet et solcelleanlegg.
Begreper om solcelledesign
Rekombinering: Når elektroner og hull slår seg sammen igjen. I solcellesammenheng skal dette skje etter at elektronene har reist fra den negative elektroden, ut i en ytre krets der de gjør et arbeid, og tilbake inn i solcellen igjen via den positive elektroden. Vanligvis brukes termen om ukontrollert rekombinering, når hull og elektroner slår seg sammen inni solcellen, uten at elektronene har lagd strøm til oss først.
Passivisering: For å hindre rekombinering på overflatene av en solcelle, påføres et sjikt av ikke-ledende materiale som «fyller» silisiumkrystallene på overflaten av solcellen. Da trekkes ikke hull og elektroner så lett til overflaten.
BSF – Back Surface Field: Et sjikt med kraftig dopet silisium bakerst i solcellen. Det holder minoritetsbærerne, i tilfellet for tradisjonelle solceller er dette elektronene, unna kontaktflaten bakpå cellen. Dette reduserer rekombinering i overflaten av cellen, der den har kontakt med elektroden. I praksis er dette en form for passivisering, selv om materialet er elektrisk ledende.
TCO – Transparent conductive oxide: Elektrisk ledende gjennomsiktig materiale som brukes på toppen av solceller. Der bidrar de til å høste elektroner, samtidig som at sollyset slipper gjennom. I tillegg virker det anti-reflekterende.
Begreper om paneldesign
Half cut cells: Dette betyr at den nær kvadratiske solcellen har blitt kuttet i to. Resultatet er to solceller som gir samme spenning, men halv strømstyrke. Den reduserte strømstyrken gjør at den interne motstanden i cellen blir mindre, og det gir en mer effektiv solcelle. Et solcellepanel med for eksempel 120 half cut-celler vil derfor ha høyere ytelse i Wp enn et solcellepanel med 60 fullstørrelse solceller.
Bypassdioder: Solceller som får skygge på seg drar ned ytelsen på alle de er seriekoblet sammen med. Bypassdioder er en måte å koble grupper av seriekoblete celler i et panel bort fra resten av solcellene i panelet. Da er det kun er gruppen som lider under delvis skygge, der en eller flere av enkeltcellene har skygge på seg. Resten av panelet produserer som normalt.
Ideelt sett burde det være en bypassdiode på hver enkelt celle i panelet, men det ville gjort prisen på panelet for høy. Det normale er tre eller fire bypassdioder på et normalt stort solcellepanel.
Shingled solcellepanel: De aller fleste solceller har sine elektriske tilkoblinger på hver side av cellen. Det gjør at det må være plass mellom cellene til å føre koblinger fra oversiden av en celle til undersiden av nabocellen. Med shingled solceller har cellene koblinger helt på sidekanten av cellen, slik at om de legges med et lite overlapp, vil seriekobling være mulig uten noen mellomrom mellom cellene. Dette gir maksimal tetthet mellom cellene, og flere watt per kvadratmeter solcellepanel.
