2.1 KiB
Executable File
I kapitlet om dioder har vi redan lärt känna fotodioden. Samma effekt – omvandlingen av ljusenergi till elektrisk energi – utnyttjas även i solcellen. En solcell omvandlar solens optiska strålningsenergi till elektrisk energi. Därmed finns en extra spänningskälla som även kan användas inom amatörradion, till exempel vid ett fieldday. Figur [ref:a_solarzelle] visar uppbyggnaden av en monokristallin kiselsolcell.
När ljus träffar solcellen frigör ljuspartiklarna (fotonerna) elektriska laddningsbärare i halvledaren, varvid en elektrisk spänning och en ström uppstår. Albert Einstein förklarade denna fotoelektriska effekt redan 1905 och fick senare Nobelpriset i fysik för det.
Symbolen för ett fotoelement (solcell) visas i figur [ref:a_photoelement].
[picture:958:a_solarzelle:Uppbyggnad av en monokristallin kiselsolcell] [picture:938:a_photoelement:Symbol för fotoelement (solcell)] [picture:949:a_solarmodul:Solcellssammanslutning i en solpanel] [photo:343:a_solarmodul_photo:Solpanel med celler]Viktiga data för en solcell är tomgångsspänningen U_\mathrm{OC}, alltså spänningen utan ansluten last, samt kortslutningsströmmen I_\mathrm{SC}, som flyter vid direkt kortslutning av anslutningarna under full solinstrålning.
Precis som vid serie- och parallellkoppling av ackumulatorer respektive spänningskällor förändras klämspänningen och den största lastströmmen hos en solpanel genom hopkopplingen av de enskilda solcellerna.
I en solpanel är flera solceller hopkopplade, som figur [ref:a_solarmodul] visar. Här
seriekopplas 30 solceller med vardera \qty{0,6}{\volt} tomgångsspänning. De enskilda cellernas spänningar adderas. Därmed blir totalspänningen
\qty{30}{} \cdot \qty{0,6}{\volt} = \qty{18}{\volt}.
Dessutom parallellkopplas fyra sådana serier. Vid parallellkoppling adderas strömmarna från de enskilda strängarna. Om varje solcell respektive varje sträng ger en kortslutningsström på \qty{1}{\ampere} blir den sammanlagda kortslutningsströmmen
\qty{4}{} \cdot \qty{1}{\ampere} = \qty{4}{\ampere}.