Een zonnepaneel stopt niet met werken als het koud wordt. Sterker nog, extreme hitte vormt een grotere bedreiging voor het functioneren van een zonnepaneel dan extreme kou. Naarmate de temperatuur stijgt, produceren zonnepanelen minder stroom voor een bepaalde hoeveelheid zonne-energie. Omgekeerd, als het kouder wordt, zullen zonnepanelen meer stroom produceren.
Binnen in het zonnepaneel
Zonnecellen wekken elektriciteit op wanneer de elektronen in de atomen van de cel worden geëxciteerd door energie in zonlicht. De buitenste elektronen in de atomen bevinden zich op een energieniveau dat de valentieband wordt genoemd. Wanneer ze voldoende energie uit zonlicht halen, springen de elektronen naar een energieniveau dat de geleidingsband wordt genoemd. Wanneer een cel wordt verwarmd, neemt het verschil tussen de valentieband en de geleidingsband af. Daarom, hoewel de elektronen bij hoge temperatuur gemakkelijker kunnen worden vrijgemaakt, dragen ze niet zoveel energie wanneer ze worden vrijgegeven.
Spanning, stroom en vermogen
Spanning is het elektrische potentiaalverschil tussen twee punten. Stroom is de maat voor de stroom van elektriciteit door een oppervlakte-eenheid. Vermogen is het product van spanning en stroom. Wanneer een cel koud wordt, neemt de spanning toe terwijl de stroom afneemt. Elk elektron draagt meer energie, maar er stromen minder elektronen. De toename van de spanning is groter dan de afname van de stroom. Het uitgangsvermogen neemt dus toe. Als de cel warm wordt, neemt de spanning af maar neemt de stroom toe. Nogmaals, de verandering in spanning is groter dan de verandering in stroom. Het vermogen neemt dus af.
Efficiëntieverandering met temperatuur
Het rendement van een zonnepaneel is de procentuele maatstaf van het uitgangsvermogen van het paneel ten opzichte van de beschikbare totale zonne-energie. Een paneel van 15 procent zou bijvoorbeeld 150 watt produceren van een beschikbare 1.000 watt zonne-energie die het oppervlak bereikt. Het rendement van een paneel neemt met ongeveer 0,05 procent af voor elke graad Celsius temperatuurstijging. Omgekeerd stijgt de efficiëntie van een paneel met 0,05 procent voor elke graad Celsius temperatuurdaling.
Factoren die de celtemperatuur beïnvloeden
Alleen omdat het buiten koud is, wil nog niet zeggen dat het paneel zelf koud is. Zonnecellen geven wat energie af als warmte. Afhankelijk van de manier waarop het paneel is gemonteerd en de omgevingsluchtcondities, kan deze warmte de bedrijfstemperatuur van het paneel beïnvloeden. Een op het dak gemonteerd paneel zal bijvoorbeeld niet zo goed warmte ventileren als een vrijstaand paneel. Hierdoor zal de warmte van het paneel toenemen en daarmee het rendement afnemen. Wind daarentegen helpt de warmte weg te voeren van de cellen. Daarom is een koude, winderige dag ideaal voor het opwekken van zonne-elektriciteit. Dit verhoogt het vermogen van het paneel en voert de eigen warmte van het paneel af.