Η ηλιακή ενέργεια είναι μια εξαιρετική επιλογή είτε θέλετε να μειώσετε το αποτύπωμα άνθρακα είτε να εξοικονομήσετε χρήματα στον λογαριασμό του ηλεκτρικού σας. Το φως και άλλα είδη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μετατρέπονται σε ενέργεια από τα ηλιακά κύτταρα. Τι γίνεται όμως όταν νυχτώνει; Μπορεί ένα ηλιακό κύτταρο να φορτιστεί από μια τεχνητή πηγή φωτός; Αυτό το άρθρο θα προσφέρει μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα καθώς και κάποια εξήγηση για το πώς τα ηλιακά πάνελ απορροφούν το φως.
Μπορούν να φορτιστούν τα ηλιακά πάνελ απουσία ηλιακού φωτός;
Μπορεί να σας εκπλήξει όταν το μάθετε τεχνικά, ναι. Εκτός από την ηλιοφάνεια, τα ηλιακά πάνελ μπορεί επίσης να φορτιστούν από άλλες πηγές ορατού φωτός. Τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να φορτιστούν με τεχνητό φωτισμό όπως λαμπτήρες φθορισμού πυρακτώσεως, εφόσον το φως είναι αρκετά ισχυρό.
Ένα ορισμένο φάσμα μηκών κύματος φωτός, που υπάρχει τόσο στο άμεσο ηλιακό φως όσο και στο τεχνητό φως, καθορίζει ποιο φως μπορεί να μετατραπεί σε ηλιακή ενέργεια. Η απάντηση λοιπόν στην ερώτηση είναι ναι, θεωρητικά, τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να φορτιστούν χωρίς ηλιοφάνεια.
Ωστόσο, η υπάρχουσα τεχνολογία ηλιακών κυψελών δεν είναι σε θέση να μετατρέψει αποτελεσματικά το τεχνητό φως σε οποιαδήποτε χρησιμοποιήσιμη ποσότητα ενέργειας (πιστεύω ότι μαντέψατε ότι ερχόταν). Ας εξετάσουμε πώς τα ηλιακά πάνελ πιάνουν το φως για να διευκρινίσουμε γιατί δεν συμβαίνει αυτό.
Το ηλιακό φως στοχεύεται ιδιαίτερα από τα ηλιακά πάνελ.
Ένα φωτοβολταϊκό (PV) στοιχείο, γνωστό και ως ηλιακό στοιχείο, μπορεί είτε να ανακλά, είτε να απορροφά ή να περνά μέσα από το φως που το προσπίπτει.
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στους ημιαγωγούς συνθέτουν το Φ/Β στοιχείο. Όταν ένας ημιαγωγός εκτίθεται στο φως, η ενέργεια του φωτός απορροφάται και μεταφέρεται στα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια του ημιαγωγού. Η πρόσθετη ενέργεια επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να διοχετεύουν ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του υλικού. Αυτό το ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτήσει το σπίτι σας με εξαγωγή μέσω αγώγιμων μεταλλικών επαφών, οι οποίες είναι οι γραμμές που μοιάζουν με πλέγμα σε ένα ηλιακό στοιχείο.
Η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει ένα ηλιακό στοιχείο από την πηγή φωτός καθορίζει την απόδοσή του. Οι ιδιότητες του φωτός, όπως η έντασή του και τα μήκη κύματός του, παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτό. Τα μικρότερα μήκη κύματος έχουν περισσότερη ενέργεια από τα μεγαλύτερα μήκη κύματος.
Το "κενό ζώνης" ενός φωτοβολταϊκού ημιαγωγού είναι ένα κρίσιμο στοιχείο που καθορίζει τα μήκη κύματος του φωτός που μπορεί να απορροφήσει και να μετατρέψει σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα ένα περιορισμένο εύρος μηκών κύματος, με το κύτταρο να αγνοεί τα μεγαλύτερα και μικρότερα μήκη κύματος. Ο ημιαγωγός μπορεί να χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά τη διαθέσιμη ενέργεια εάν το διάκενο ζώνης του ταιριάζει με τα μήκη κύματος του φωτός που λάμπει στο Φ/Β στοιχείο.
Τα ηλιακά κύτταρα έχουν δημιουργηθεί με σκοπό την απορρόφηση του φωτός. Τα περισσότερα από τα ορατά τμήματα του φάσματος φωτός του ήλιου, περίπου το μισό του υπέρυθρου φάσματος και λίγο υπεριώδες φως (αν και όχι πολύ, καθιστώντας τα φώτα υπεριώδους ακτινοβολίας μεταξύ των λιγότερο αποδοτικών φώτων για τη φόρτιση ενός ηλιακού φωτός) όλα ανταποκρίνονται σε ένα συμβατικό πυρίτιο ηλιακό κύτταρο.
