Hva er virkningsgraden på solceller?

Solceller har som regel en virkningsgrad på mellom 15 og 24 prosent. Effektiviteten avhenger av solcelletypen, solforhold, samt vær og vind.

Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.

Oppdatert: 24.10.2023

Virkningsgraden til en solcelle handler om hvor effektiv den er til å omgjøre sollyset som treffer den til elektrisk energi.

For å kunne sammenligne solcellepanel snakker vi ofte om den nominelle effektiviteten, som heter «watt peak» på engelsk. Dette er virkningsgraden panelene leverer i en standardmåling, med en viss solinnstråling og en gitt temperatur.

Les også: Hva er et solcellepanel?

Det er imidlertid verdt å merke seg at den nominelle og den praktiske effektiviteten er to forskjellige ting.

I praksis vil sollyset treffe et solcellepanel ulikt gjennom dagen, og den faktiske effektiviteten til en solcelle vil dermed variere mye. Som regel vil effektiviteten være lavere enn den nominelle effektiviteten på morgenen og kvelden, og høyere midt på dagen.

Hvor effektive er solceller?

En vanlig solcelle vil med dagens teknologi ha en effektivitet på mellom 15 og 24 prosent.

Det betyr at av all solenergien som treffer solcella, vil mellom 15 og 24 prosent bli omdannet til strøm. Samtidig er solcellepanel i rask utvikling, og dette forbedres stadig.

I tillegg har ulike typer solceller forskjellige virkningsgrader. Multikrystallinske solceller har en virkningsgrad rundt 4 til 5 prosent lavere enn de monokrystallinske.

Hva påvirker virkningsgraden?

Det er mange faktorer som påvirker den praktiske effektiviteten til en solcelle. De viktigste variablene er:

• Solcelletypen
• Solinnstrålingen
• Temperatur
• Været

Solcelletyper

På dagens marked finnes det to hovedgrupper av solceller:

1. Solceller av silisium er den vanligste typen solceller, og regnes som første generasjon. Disse er bygget opp av silisiumkrystall, og kan være monokrystallinske eller multikrystallinske. Solceller av silisium har vanligvis en virkningsgrad på 15 til 20 prosent.
   
   Monokrystallinsk silisium består av helt «perfekte» silisiumkrystaller, med velordnede atomer i krystallstrukturen. Monokrystallinske solceller er mer effektive enn multikrystallinske solceller, men har tradisjonelt sett vært dyrere. I dag er ikke det nødvendigvis tilfellet lenger.
   
   Multikrystallinsk silisium består av flere krystallkorn, og har lavere effektivitet enn de monokrystallinske cellene. Ettersom multikrystallinske solceller krever mindre energi å produsere, har disse tidligere vært billigere og mer tilgjengelig enn monokrystallinske solceller.
2. Tynnfilm er en annen type solceller som gjør at cellene kan bli veldig tynne, og omtales gjerne som andre generasjon solceller. Kvaliteten er imidlertid dårligere enn silisium, og har lavere effektivitet. De har også blitt laget av giftige materialer som kadmium-tellurid. I takt med at solceller av silisium har blitt bedre, har fordelene med tynnfilm blitt færre.

Teknologien utvikles raskt

I dag finner vi både solceller av silisium og tynnfilm på markedet. Tredje generasjon, som det jobbes mye med nå om dagen, forsøker å øke virkningsgraden på solcellene ved å utnytte mer av solenergien.

Ifølge et intervju med professor Turid Reenaas ved Institutt for fysikk på NTNU jobbes det nå særlig med to alternative løsninger for å fange opp enda mer energi enn de nåværende panelene er i stand til.

Tandemceller

Det første alternativet går ut på å endre absorpsjonen av lyset ved hjelp av tandemceller, som i teorien kan få en maksimal effektivitet på 57 prosent. I dag selges det tandemceller med over 30 prosent virkningsgrad, men de er fortsatt for dyre for vanlig strømproduksjon.

– Ideen bak det som kalles tandemceller er å utnytte større deler av spekteret ved å legge to eller flere celler av ulike materialer oppå hverandre, slik at hvert lag kan absorbere en bestemt del av spekteret. Totalmengden strøm blir større, fordi mindre av sollyset tapes til varme og en større del av spekteret kan absorberes, sier Reenaas til Energi og Klima.

Les også: Her er fordelene og ulempene med solcellepanel

En annen variant av det samme alternativet kalles mellombåndceller, og bruker nye materialer som kan utnytte flere deler av spekteret samtidig. Det betyr at man kan få mer strøm og spenning, uten det kompliserte celledesignet med flere lag, slik som tandemcellene har.

– Med færre lag kan cellene bli billigere å lage. Konseptet er beskrevet teoretisk – vi vet hvordan materialet skal oppføre seg, men ikke hva det skal være eller hvordan det skal fremstilles, forklarer Reenass.

Fange opp overskuddsenergi

Det andre alternativet er å optimalisere prosessene i cellene, slik at de klarer å utnytte overskuddsenergien fra lyset som solcellene per i dag ikke klarer å skape energi av. Dette har en teoretisk effektivitet på 60 prosent eller høyere, men dette er fortsatt langt unna å være en realitet.

Solinnstrålingen er svært viktig

Hvordan sollyset treffer solcellene betyr mye for effektiviteten og virkningsgraden på et solcellepanel.

Solinnstrålingen påvirkes av hvor i verden du bor generelt, men også lokale forhold som hvor mye skygge som treffer dem i løpet av dagen.

Ifølge NVE viser en undersøkelse gjennomført av WWF og Accenture at Oslo kan produsere mer strøm fra solkraft enn byer som København, Amsterdam og Berlin. Kristiansand kan lage nesten like mye strøm som Seoul i Sør-Korea, mer enn London, München og Paris kan skilte med.

Kulde gir bedre effektivitet

En av grunnene til at solceller fungerer godt i Norge, er at de håndterer både snø og kaldt vær bra.

Faktisk er det høy temperatur som gjør at cellene «lekker» energi fordi elektronene beveger seg mye når det blir varmt. Kalde temperaturer øker imidlertid spenningen, noe som gjør at effektiviteten til solcellene øker.

Les også: Hvordan fungerer solceller i Norge?

Snø og is påvirker lite

I Norge kan det komme både snø og is på panelene, men det spiller liten rolle i et større perspektiv. Forskerne på SINTEF har funnet ut at nedbør ikke påvirker solinnstrålingen negativt.

Snø og is gir riktignok en skyggeeffekt som reduserer effektiviteten på solcellepanelene, men heldigvis pleier sola å smelte snøen på panelene i løpet av dagen.

Snøen kan dessuten øke solinnstrålingen ved å reflektere lys til solcellene. Ligger det klar is over panelet, vil heller ikke dét hindre strømproduksjonen.

Du kan også trøste deg med at snøen og isen ikke påvirker den årlige strømproduksjonen i særlig stor grad. Faktisk estimerer Otovo at snø bare fører til 1–2 prosent lavere strømproduksjon.

Har du derimot et solcellepanel med uklar is over seg, anbefaler forskningsleder Eivind Øvrelid ved SINTEF at du smelter isen med litt lunkent vann. Du må ikke skrape av isen, da det kan ødelegge panelet.

Da SINTEF testet effektiviteten i et klimakammer i 2018 fant de ut at virkningsgraden til en silisiumbasert solcelle ble redusert med omtrent 0,3 prosent for hver grad temperaturen økte. Ifølge Otovo virker solceller aller best ved minus 5 grader.

Solceller kan vare lenge i Norge

Solceller kommer ofte med en garanti om at de etter 25 år skal klare å skape minst 80 prosent av det de gjorde da de var flunkende nye. Dette betyr at solceller blir rundt 0,8 prosent dårligere per år. Dette påvirkes imidlertid av vær og vind.

En studie fra 2020 viser at et av Norges eldste anlegg – ved Asko Vestby – hadde en årlig degradering på bare 0,1 til 0,2 prosent over fem år. Dette er bedre enn garantien, og lavere enn ellers i verden.

Les også: Er solenergi miljøvennlig?

Vi vet ikke hva som har ført til dette funnet, men forskerne bak studien tror at «vårt kjølige klima bidrar til mindre tap i effektivitet fra år til år og potensielt lengre levetid for solcellene».

Legger man dette til grunn for prisberegninger, vil strømmen bli 5 til 7 prosent billigere. Lever solcellene lenger enn 25 år, vil besparelsen øke enda mer.

Forskerne påpeker at det kan være andre faktorer enn bare vind og vær som bidrar til dette funnet, noe som betyr at vi fortsatt trenger mer forskning på virkningsgraden og effektiviteten til norske solcelleanlegg.

Få tilbud på solceller i dag!