Solceller - Kan aldri bli "energieffektivt"?

[Kvikksølv]

Har kun hørt dette av medstudenter, som igjen har hørt det av andre og jeg har ikke sett dokumenterte påstander. Det jeg hørte var at solceller aldri vil kunne gi mer energi enn det man bruker på å lage dem. At man kun i praksis flytter energien fra produksjonsstedet til stedet hvor solcellene skal plasseres.

 

Noen som har peiling på dette området, og om det er noe sannhet i dette? Det har kanskje noe med silisiumet som brukes, må fremstilles ved elektrolyse, og at silisiumet sakte men sikkert oksideres tilbake, når man henter ut energi fra sollyset.

[geir__hk]

Det kommer an på flere ting:

• Miljøet de er tenkt installert i.
  
• Antall timer sol i året ved installasjonen.
  
• Produksjonskostnader
  

 

Men har forøvrig ikke hørt om denne oksidering du nevner.

 

Men det finnes jo andre måter å konvertere solenergi til EL på. Bla. ved å bruke en kjempeparabol med speil som får vann til å koke og som igjen driver en generator.

[Kvikksølv]

Riktig det du skriver, og angående det siste du skrev, hadde jeg solceller i tankene da jeg skrev dette innlegget.

 

Det jeg mente var at man (visstnok) aldri kan få mer energi ut fra et solcellepanel enn det man brukte på å fremstille det (regner med at elektrolyse er det mest energikrevende i denne prosessen).

 

 

[Suppekatten]

silisiumet sakte men sikkert oksideres tilbake, når man henter ut energi fra sollyset.

 

Dette er helt korrekt. Hvilke stoffer det er som oksiderer er jeg noe usikker på, men er denne oksidasjonen som gjør at solceller etter en stund må byttes ut ettersom effekten i de minker. Kan blandt annet nevnes at solcellepanelene på rommteleskopet Hubble har blitt byttet ut en gang, ettersom effekten i de var så lav at teleskopet stod i fare for å "fryse ned".

 

 

 

 

Heigren

[Fjonisen]

Hei,

 

Tar for tiden master på silisium-solceller, så håper å kunne svare her.

 

Energy payback time, dvs tiden det tar et panel å levere tilbake like mye energi som gikk med til å lage det, avhenger (som geir_hk sier) veldig av hvor i verden panelet er installert. Lenge var payback-tiden et alvorlig problem. Men det har vært store forbedringer på dette området i de senere år. For moduler som selges i dag er payback time mellom 1-2 år for installasjon i Tyskland/Italia/etc, og enda kortere i mer solrike strøk. Forventet levetid på panelene ligger rundt 20-25 år, så konklusjonen blir at dette ikke er noe problem lenger.

 

Når det gjelder hvorfor solcellene går i stykker over tid.. har dere sett hvordan gamle paneler på hytten e.l. gjerne blir brune over tid? Det skyldes at glassene man brukte før i tiden brytes ned og blir mindre gjennomsiktig (pga UV-stråling). Dette gir lavere virkningsgrad. Men det som vanligvis dreper et panel er at forseglingen brytes ned slik at vann trenger inn og gir oksidering og nedbryting av kontakter.

 

Fun fact # 1: silisiumet i cellen utgjør bare ca 10% av de totale kostnadene for cellen! Montering og det å "lappe sammen" mange celler til en modul utgjør over halve prisen.

 

Fun fact # 2: hvis solceller fortsetter å vokse med 50% årlig i 10 år til vil man kunne dekke.... hold dere fast.... 2.5% av verdens totale energiforbruk!

 

Fun fact # 3: i fjor ble det installert ca 10 GW solcellepaneler i hele verden totalt. Til sammenlikning har det blitt søkt om konsesjon for bygging av 20 GW vindkraft i Norge, hvorav 3.6 er bevilget. Bare for å sette ting litt i perspektiv!

[Gjest Slettet+6132]

Heldigvis går utviklingen innen solceller forholdsvis mye fremover

Personlig har jeg litt sansen for såkalt "thin film solar panel" eller nanosolar sin "Printed solar cells" som er vesentligt billigere og raskere og produsere(og helt uten bruk av silisiumet)

Quote fra hjemmesiden deres "The energy payback time of our cells is measured in months, not years as with conventional solar technology"

 

 

http://www.youtube.com/watch?v=vIXkB5nrEiY

Endret 4. mars 2011 av Slettet+6132

[Gjest Slettet+130498]

hvor produktive er solceller i dag? hva kan man forvente på en fin sommerdag, og er det mulig å bruke de på vinterstid, hva er effekt tapet?

[Gjest Slettet+130498]

edit, ble vist dobbel post

Endret 4. mars 2011 av Slettet+130498

[Naranek]

Fun fact # 2: hvis solceller fortsetter å vokse med 50% årlig i 10 år til vil man kunne dekke.... hold dere fast.... 2.5% av verdens totale energiforbruk!

Men man blir nødt til å stoppe der for at det skal virke lite. Fortsetter det i 9 år til dekker det rett under 100%.

[Ernie]

silisiumet sakte men sikkert oksideres tilbake, når man henter ut energi fra sollyset.

 

Dette er helt korrekt. Hvilke stoffer det er som oksiderer er jeg noe usikker på, men er denne oksidasjonen som gjør at solceller etter en stund må byttes ut ettersom effekten i de minker. Kan blandt annet nevnes at solcellepanelene på rommteleskopet Hubble har blitt byttet ut en gang, ettersom effekten i de var så lav at teleskopet stod i fare for å "fryse ned".

 

 

 

 

Heigren

Hvor har du dette fra? Jeg kan si deg med en gang at dette ikke er i nærheten av riktig engang. Oksidasjon i rommet sjeldent noe å diskutere for solpaneler utover kontaktene, bus-bar e.l., og de lages i korrosjonsresistente materialer som Ag, MoAg e.l. nettopp for å unngå problemet. Stråling og mikro-meteoritter derimot … der har du langt mer sannsynlige grunner til å skifte ut solpaneler i rommet pga. slitasje.

 

Uansett, solpanelene på Hubble har vært skiftet ut to ganger, men av helt andre grunner enn oksidasjon. Mener du jeg tar feil her så kom med dokumentasjon. Oksidasjon er iallfall ikke blitt nevnt av NASA i sin omtale av serviceoppdragene. Uansett, panelene ble først skifet ut på første serviceoppdrag (STS-61) pga. at de skapte vibrasjoner som følge av den termiske variasjonen de gjennomgår i banen. Andre gangen (STS-109) ble de skiftet ut med mindre, mer effektive paneler som produserer med effekt enn de tidligere. At de er fysisk mindre gjør at Hubble har et lavere atmosfærisk «drag», og dermed holder seg bedre i banen sin. Basert på generell kunnskap om solpaneler og celler i rommet vil jeg si at i den grad man Hubble har stått i fare for å ha paneler som produserer for lite effekt skyldes det nok nesten utelukkende strålingsskader og tildels mikro-meteoritter. Igjen, mener du at jeg tar feil her så er jeg interessert i dokumentasjon på det.

 

 

Når det gjelder generelt for tråden her er min oppfatning at «solpaneler kan aldri bli enegieffektivt» er en gammel, seiglivet myte som ikke har noen rot i dagens virkelighet. Installasjoner i dag trenger fort maks 3 år for å gå i pluss energimessig. Akkurat hvor fort det faktisk går er avhengig av solcellene og plassering av anlegget. Det sagt, så er det ingen problemer med å sette opp et anlegg nord for polarsirkelen som allikevel går i pluss. Solpaneler er også på god vei til å nå «grid parity», så det er ikke lenger hva man kan kalle dyr strøm heller.

[Suppekatten]

 

 

Hvor har du dette fra? Jeg kan si deg med en gang at dette ikke er i nærheten av riktig engang. Oksidasjon i rommet sjeldent noe å diskutere for solpaneler utover kontaktene, bus-bar e.l., og de lages i korrosjonsresistente materialer som Ag, MoAg e.l. nettopp for å unngå problemet. Stråling og mikro-meteoritter derimot … der har du langt mer sannsynlige grunner til å skifte ut solpaneler i rommet pga. slitasje.

Uansett, solpanelene på Hubble har vært skiftet ut to ganger, men av helt andre grunner enn oksidasjon. Mener du jeg tar feil her så kom med dokumentasjon. Oksidasjon er iallfall ikke blitt nevnt av NASA i sin omtale av serviceoppdragene. Uansett, panelene ble først skifet ut på første serviceoppdrag (STS-61) pga. at de skapte vibrasjoner som følge av den termiske variasjonen de gjennomgår i banen. Andre gangen (STS-109) ble de skiftet ut med mindre, mer effektive paneler som produserer med effekt enn de tidligere. At de er fysisk mindre gjør at Hubble har et lavere atmosfærisk «drag», og dermed holder seg bedre i banen sin. Basert på generell kunnskap om solpaneler og celler i rommet vil jeg si at i den grad man Hubble har stått i fare for å ha paneler som produserer for lite effekt skyldes det nok nesten utelukkende strålingsskader og tildels mikro-meteoritter. Igjen, mener du at jeg tar feil her så er jeg interessert i dokumentasjon på det.


Når det gjelder generelt for tråden her er min oppfatning at «solpaneler kan aldri bli enegieffektivt» er en gammel, seiglivet myte som ikke har noen rot i dagens virkelighet. Installasjoner i dag trenger fort maks 3 år for å gå i pluss energimessig. Akkurat hvor fort det faktisk går er avhengig av solcellene og plassering av anlegget. Det sagt, så er det ingen problemer med å sette opp et anlegg nord for polarsirkelen som allikevel går i pluss. Solpaneler er også på god vei til å nå «grid parity», så det er ikke lenger hva man kan kalle dyr strøm heller.

Wuups, ser ikke ut til at jeg gjore hjemmeleksa mi godt nok
Tror nok det er du som har rett her.
Men mener å ha hørt et sted at effekten på panelene synker grunnet oksidasjon også i rommet? Finner nok få med kilder på dette dough.


Suppekatten Endret 6. april 2017 av Suppekatten

[StormEagle]

Fun fact # 1: silisiumet i cellen utgjør bare ca 10% av de totale kostnadene for cellen! Montering og det å "lappe sammen" mange celler til en modul utgjør over halve prisen.

 

Fun fact # 2: hvis solceller fortsetter å vokse med 50% årlig i 10 år til vil man kunne dekke.... hold dere fast.... 2.5% av verdens totale energiforbruk!

 

Fun fact # 3: i fjor ble det installert ca 10 GW solcellepaneler i hele verden totalt. Til sammenlikning har det blitt søkt om konsesjon for bygging av 20 GW vindkraft i Norge, hvorav 3.6 er bevilget. Bare for å sette ting litt i perspektiv!

Fun fact # 4: De fleste tenker på solceller som grønn ren nullutslipps energi, men under produksjonen av silisium fra kvarts slippes det faktisk ut CO2 som et biprodukt (og det er uten å ta med den energien som brukes og hvor denne evt kommer fra). Etter denne likningen:

SiO2 + C → Si + CO2

[kyrsjo]

Hvor har du dette fra? Jeg kan si deg med en gang at dette ikke er i nærheten av riktig engang. Oksidasjon i rommet sjeldent noe å diskutere for solpaneler utover kontaktene, bus-bar e.l., og de lages i korrosjonsresistente materialer som Ag, MoAg e.l. nettopp for å unngå problemet. Stråling og mikro-meteoritter derimot … der har du langt mer sannsynlige grunner til å skifte ut solpaneler i rommet pga. slitasje.

 

Uansett, solpanelene på Hubble har vært skiftet ut to ganger, men av helt andre grunner enn oksidasjon. Mener du jeg tar feil her så kom med dokumentasjon. Oksidasjon er iallfall ikke blitt nevnt av NASA i sin omtale av serviceoppdragene. Uansett, panelene ble først skifet ut på første serviceoppdrag (STS-61) pga. at de skapte vibrasjoner som følge av den termiske variasjonen de gjennomgår i banen. Andre gangen (STS-109) ble de skiftet ut med mindre, mer effektive paneler som produserer med effekt enn de tidligere. At de er fysisk mindre gjør at Hubble har et lavere atmosfærisk «drag», og dermed holder seg bedre i banen sin. Basert på generell kunnskap om solpaneler og celler i rommet vil jeg si at i den grad man Hubble har stått i fare for å ha paneler som produserer for lite effekt skyldes det nok nesten utelukkende strålingsskader og tildels mikro-meteoritter. Igjen, mener du at jeg tar feil her så er jeg interessert i dokumentasjon på det.

 

 

Når det gjelder generelt for tråden her er min oppfatning at «solpaneler kan aldri bli enegieffektivt» er en gammel, seiglivet myte som ikke har noen rot i dagens virkelighet. Installasjoner i dag trenger fort maks 3 år for å gå i pluss energimessig. Akkurat hvor fort det faktisk går er avhengig av solcellene og plassering av anlegget. Det sagt, så er det ingen problemer med å sette opp et anlegg nord for polarsirkelen som allikevel går i pluss. Solpaneler er også på god vei til å nå «grid parity», så det er ikke lenger hva man kan kalle dyr strøm heller.

 

 

Wuups, ser ikke ut til at jeg gjore hjemmeleksa mi godt nok

Tror nok det er du som har rett her.

Men mener å ha hørt et sted at effekten på panelene synker grunnet oksidasjon også i rommet? Finner nok få med kilder på dette dough.

 

 

Heigren

 

For å oksydere silisium, dvs. Si + O2 -> SiO2, så trenger man oksygen. Akkurat det er som kjent mangelvare i rommet.

 

Stråleskade: Ja, det er mulig, i allefall ut i fra det jeg vet om stråleskade på silisiumdioder (noe masteroppgaven min er relatert til). Det som da skjer, er at det oppstår defekter i silisum-materialet ved at silisimatomer slås løs og man får "dinglende bindinger" samt "vandrende atomer" inne i materialet. Disse kan så lage defekter, som er ekstra tilstander ca midt i båndgapet, som "fanger" elektronene eller "fyller igjen" hullene som sollyset har laget. Dermed slipper ikke elektronene ut av deplesjonssonen hvor de er laget og over til de ledende områdene.

 

En stor forskjell mellom detektorer og solceller er tiden ikke er kritisk i en solcelle, i motsetning til i en detektor hvor man må ha ut signalet innen noen nano-sekunder. Når et elektron "sitter fast" i en "felle" kan to ting skje: Den kan "slippe fri" og gå videre til "innsamlingen" (bad for detektor, OK for solcelle), eller den kan "anhilere" med et hull (bad).

 

EDIT:

Noen andre faktorer som er ulike er at detektorer er reversed-bias'ed slik at deplesjonssonen blir størst mulig, noe som medfører større sensitivitet, men også lengre vei for elektronene å "vandre". En annen ting er at strålingsmiljøet dingsene "mine" skulle jobbe i var et par hakk kvassere enn banen til Hubble...

Endret 12. mars 2011 av kyrsjo

[konrad_91]

jeg studerer fornybar energi, og vil bare tilføye at solceller idag har en virkningsgrad på 15-16 %. noen syns nok dette er lavt, men det som mange kanskje ikke vet er at fotosyntesen i planter bare har en virkningsgrad på 1-3 %. og pil er det treet som vokser fortest. så er veldig energieffektivt å bruke solcellepaneler til å produsere strøm, istedet for å brenne trevirke/flis. 2 prosent virkingsgrad på fotosyntesen, og 90% virkingsgrad på ovnen gir 1,8% virkningsgrad tilsammen.

 

men prisen spiller også inn. tre er "gratis", man må bare hente det, mens solceller er fortsatt for dyrt for de fleste applikasjoner.

 

forskere håper på å senke prisen, og øke virkningsgraden på solcellepaneler i fremtiden. (kanskje ikke så veldig overraskende )