Fotovoltaiska

Fotovoltaiska avser teknologier och system som omvandlar solljus direkt till elektricitet med hjälp av den fotovoltaiska effekten. Denna omvandling sker huvudsakligen i solceller som ingår i solpaneler eller större anläggningar. Fotovoltaiska system skiljer sig från solvärmetechnik genom att de genererar elektricitet utan rörliga delar eller flytande medier.

Den fotovoltaiska effekten uppstår i halvledarmaterial när ljus absorberas och elektroner exciteras till ledningsbandet, vilket skapar elektron-hål-par som separeras av ett elektriskt fält i en PN-övergång. Resultatet blir en elektrisk ström som leds ut av cellens elektroder. För användning i nätet omvandlas den likström som produceras till växelström med en växelriktare.

De vanligaste solcellerna är baserade på kisel. Kristallina kiselceller förekommer som monokristallina och polykristallina varianter, medan tunna filmer som CdTe, CIGS och perovskit utvecklas. Effektiviteten varierar beroende på material och konstruktion och kommersiella kiselmoduler ligger typiskt i intervallet cirka 15–22 procent, medan forskningslaboratorier når högre tal.

Solcellsinstallationer används både som tak- och markbaserade anläggningar, från bostäder till stora parker. De producerade kW/kWh används lokalt eller matas in i elnätet, ofta tillsammans med energilagring eller andra energisystem. System kräver i regel invertersystem, kabeldragning och övervakning.

Miljöpåverkan är i allmänhet positiv vad gäller drift, eftersom utsläppen är låga under elproduktion. Livscykelanalys visar ofta lägre utsläpp per producerad kWh jämfört med fossila källor, trots energi som används i produktion och installation. Framtiden för fotovoltaiska teknikområden inkluderar utveckling av högre verkningsgrad, bättre lagring och återvinningslösningar.

Fotovoltaiska system spelar en central roll i övergången till förnybar energi och väntas fortsätta expandera globalt i takt med teknisk utveckling och politiska mål.