aurinkokennoihin

Aurinkokenno on puolijohteista valmistettu laite, joka muuntaa auringon säteilyenergian suoraan sähköenergiaksi. Kennot voidaan koota moduuleiksi, joita kutsutaan yleisesti aurinkopaneeleiksi. Aurinkokennoja käytetään sekä pienissä että suurissa järjestelmissä, kuten asuinrakennuksissa, teollisuudessa ja avaruudessa.

Toimintaperiaate perustuu valosähköiseen ilmiöön. Kun valo osuu kennon materiaaliin, fotonit voivat luoda elektronipareja. Kennossa oleva sisäinen sähköinen kenttä erottaa elektronit ja reiät ja saa aikaan virran, kun kenno on kytketty piiriin. Sähköä voidaan hyödyntää suoraan tai varastoida akkuun.

Suuri osa nykyisistä paneeleista on piidi-pohjaisia. Monokristalliset kennot tarjoavat korkeamman hyötysuhteen, mutta ovat kalliimpia kuin polykrystaliset. Ohutkalvotekniikassa käytetään amorfista piitä (a-Si), CdTe- sekä CIGS-kennoja, ja on kehittymässä perovskite-teknologia, jonka toivotaan parantavan kustannustehokkuutta.

Kennot kootaan moduuleiksi, jotka voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan. Niitä käytetään sekä erillisissä järjestelmissä että rakennuksiin integroituna (rakennusintegroitu aurinkopaneeli, BIPV). Maailmanlaajuisesti ne mahdollistavat sähköntuotannon ilman polttoaineita.

Tyypillinen kaupallinen moduuli tuottaa noin 15–23 prosenttia hyötysuhteesta, riippuen teknologiasta ja käyttöolosuhteista. Tehokkuus heikkenee lämpötilan noustessa sekä varjostuksen vuoksi. Moduulien elinikä on usein yli 25 vuotta ja tehon heikkeneminen noin 0,5–1 prosenttia vuodessa.

Elinkaaren ympäristövaikutukset vaihtelevat tuotannon mukaan, mutta aurinkokennoja pidetään verrokkiaan ympäristöystävällisempinä pitkässä juoksussa. Energiakierrosta voidaan saavuttaa muutamasta vuodesta kymmeneen vuoteen riippuen tuotannosta. Kierrätys on tärkeä osa kiertotaloutta; kierrätystä kehitetään erityisesti CdTe- ja CIGS-moduulien sekä lasi- ja metallikomponenttien osalta.

Historia: ensimmäiset käytännölliset aurinkokennotkehitettiin 1950-luvulla Bell Labsissa; niiden hyötysuhde oli alun perin noin 6 prosenttia. 1960–1980-luvuilla teknologia kehittyi ja aurinkopaneeleita alettiin laajamittaisesti käyttää avaruus-, asuini- ja teollisuuskohteissa. Nykyisin käytössä on monia materiaalitekniikoita ja jatkuva kehitys, jolla kustannuksia pyritään alentamaan ja hyötysuhdetta parantamaan.