Usi di una cella solare

Una cella solare è un dispositivo che converte la luce solare in energia tramite un fenomeno chiamato effetto fotoelettrico. Scoperto nel 19 ° secolo, le celle solari hanno subito grandi progressi nel 20 ° secolo per quanto riguarda l'efficienza e la capacità. I progressi tecnologici associati alle celle solari hanno portato ad un aumento delle applicazioni, specialmente come metodo di energia alternativa.

Storia antica

In un esperimento 1839, fisico francese Antoine-César Becquerel disposto un elettrodo in una soluzione elettrolitica e ha scoperto che la luce che colpisce l'elettrodo portato alla presenza di tensione. Questo fenomeno divenne noto come l'effetto fotoelettrico, il metodo con cui celle solari convertono la luce in energia.

Le prime celle solari fatte di utilizzare questo evento scoperta di recente, tuttavia, non comparirebbe fino a mezzo secolo più tardi, grazie al lavoro di inventore Charles Fritts. I primi modelli, che hanno usato selenio e un sottile strato di oro come semiconduttori, erano incredibilmente inefficienti, solo in grado di convertire una piccola percentuale della luce solare in energia.

modelli di lavoro

Il 20 ° secolo ha portato progressi supplementari in tecnologia delle celle solari, quando ha cominciato ad essere impiegati nei componenti sensibili alla luce, come i fotometri di dispositivi fotografici. Le celle solari in questo momento era ancora limitata efficienza, e in genere utilizzati rame e ossido di rame come semiconduttori.

Nel 1941, Russel Ohl ha creato la cella solare al silicio, che ha utilizzato il silicio come semiconduttore. Il silicio cella solare è stato migliorato nel 1954, quando della Bell Laboratories ha raggiunto un tasso di conversione 6 per cento della luce solare in energia. Nei successivi decenni l'efficienza delle celle solari continuato ad aumentare; nel 1989, celle solari concentratore stati prodotti che utilizzate lenti per concentrare la luce solare sui dispositivi.

Funzione

Una cella solare utilizza un semiconduttore, come il silicio, che viene manipolato per creare un campo elettrico in modo che quando la luce colpisce il semiconduttore suoi atomi sono eccitati. conduttori elettrici su entrambi i lati positivi e negativi del semiconduttore (formando un circuito di energia), prendere gli elettroni per creare una corrente elettrica. Spesso più celle sono collegate tra loro per formare un modulo, e più moduli possono essere collegati per formare una matrice. La grande struttura cella solare è, più energia può essere convertita.

usi

L'uso più evidente e diffuso di celle solari è di produrre una forma alternativa di energia, che ha applicazioni industriali, commerciali e domestiche.

Perché non hanno la necessità di manutenzione, le celle solari sono spesso utilizzati in aree remote: sulle autostrade, i pannelli solari sono utilizzati per la sicurezza stradale macchinario ed impianti di emergenza come scatole di chiamata o segnali luminosi che normalmente richiedono un generatore o una linea elettrica per funzionare. Le celle solari possono anche essere usate per alimentare oggetti distanti come boe o luci su strutture alte utilizzati per segnalare aeromobili.

strutture lunghi o difficili da raggiungere, come oleodotti e ponti utilizzano le celle solari per alimentare i loro sistemi di monitoraggio che altrimenti rivelarsi difficile da polizia.

Come alternativa all'utilizzo di linee elettriche per raggiungere un ripetitore di comunicazione sulla cima di una montagna, società di telecomunicazioni utilizzano pannelli solari per alimentare i dispositivi per inviare segnali di comunicazione.

I consumatori possono trovare le celle solari in piccoli dispositivi come calcolatrici. In veicoli come camper e barche, pannelli solari in grado di alimentare dispositivi di piccole dimensioni e diminuire la dipendenza del veicolo su un generatore elettrico. Case possono essere dotati di pannelli solari per fornire energia e contribuire a ridurre il bollette e diminuire la dipendenza su reti elettriche.

Vantaggi e svantaggi

Mentre molte fonti di energia, come il petrolio e il nucleare, sono limitati a rischi di quantità o di sostanze inquinanti in questione o di sicurezza, l'energia solare è prontamente disponibile e pulito. Le celle solari non richiedono alcuna manutenzione, mentre altre fonti naturali di energia come vento e l'acqua richiedono un generatore - che deve essere mantenuto - per convertire il movimento di una turbina in energia. Inoltre, l'energia solare non necessita di una centrale elettrica di elaborarlo. Piuttosto, le celle solari sono posti direttamente al sito che utilizzerà la potenza.

Lo svantaggio più evidente di celle solari è che i dispositivi possono produrre solo energia in presenza di luce solare. Questa dipendenza non è solo influenzato da notte, ma anche da interferenze come le nuvole, l'inquinamento e gli ostacoli fisici come alberi ed edifici. (L'energia solare può essere immagazzinata temporaneamente da batterie.)

I pannelli solari sono molto costosi da installare, e richiedono un grande spazio per raccogliere efficacemente la luce solare per alimentare un edificio. Tuttavia, ulteriori progressi nella tecnologia delle celle solari possono aiutare ad alleviare il costo dei dispositivi.