Bruk av en solcelle

En solcelle er en enhet som konverterer sollys til energi via et fenomen som kalles fotoelektrisk effekt. Oppdaget i det 19. århundre, har solceller gjennomgått store fremskritt i det 20. århundre så langt som effektivitet og evne. Teknologiske fremskritt knyttet til solceller har ført til en økning i søknader, særlig som en metode for alternativ energi.

tidlig historie

I et eksperiment 1839, fransk fysiker Antoine-César Becquerel plassert en elektrode i en elektrolyttoppløsning og oppdaget at lys som treffer den elektrode resulterte i nærvær av spenning. Dette fenomenet ble kjent som den fotoelektriske effekten, den metoden som solceller konvertere lys til energi.

De første solceller laget for å utnytte denne nyoppdagede hendelse, men ville ikke vises før et halvt århundre senere takket være arbeidet til oppfinneren Charles fritts. Tidlige modeller, som anvendes selen, og et tynt lag av gull som halvledere, var utrolig ineffektiv, bare i stand til å konvertere en liten prosentandel av sollys til energi.

Arbeids modeller

Det 20. århundre brakte ytterligere fremskritt i solcelleteknologi, da det begynte å bli ansatt i lysfølsomme komponenter som for eksempel fotometre i fotografiske enheter. Solceller på dette tidspunktet hadde fortsatt begrenset effektivitet, og vanligvis brukes kobber og kobber oksid som halvledere.

I 1941 Russel Ohl skapte silisium solcelle, som brukte silisium som en halvleder. Den silisium solcelle var ble forbedret i 1954 da Bell Laboratories oppnådd en 6 prosent konverteringsfrekvens på sollys til energi. I de påfølgende tiår effektiviteten av solceller fortsatte å øke, i 1989, ble Munn solceller produsert som brukes linser for å konsentrere sollys på enhetene.

Funksjon

En solcelle bruker en halvleder, som silisium, som er manipulert til å skape et elektrisk felt, slik at når lyset treffer halvleder sine atomer er spent. Elektriske ledere for både positive og negative sider av halvleder (som danner en energikrets), kan elektronene til å skape en elektrisk strøm. Ofte flere celler er forbundet med hverandre for å danne en modul, og flere moduler kan kobles til å danne en matrise. Jo større en solcelle struktur er, jo mer energi bli omdannet.

Bruker

Den mest åpenbare og utbredt bruk av solceller er å produsere en alternativ form for energi, som har industrielle applikasjoner, kommersielle og innenlands.

Fordi de mangler behovet for vedlikehold, solceller ofte brukes i avsidesliggende områder: på motorveier, solcellepaneler brukes til makten veikanten sikkerhets- og nødutstyr som telefonbokser eller lysskilt som normalt krever en generator eller en kraftlinje til å fungere. Solceller kan også brukes til å drive fjerne objekter så som bøyer eller lysene på høye konstruksjoner som brukes til å signalisere luftfartøyer.

Lange eller vanskelige å nå strukturer som rørledninger og broer bruke solceller til å drive sine overvåkingssystemer som ellers viser seg vanskelig å politiet.

Som et alternativ til å bruke kraftlinjer for å nå en kommunikasjon repeater på toppen av et fjell, teleselskaper bruker solcellepaneler for å drive enheter å sende kommunikasjonssignaler.

Forbrukerne kan finne solceller i små enheter som kalkulatorer. I biler som RVs og båter, kan solcellepaneler drive små enheter og redusere bilens avhengighet av en elektrisk generator. Homes kan utstyres med solcellepaneler for å gi energi og bidra til å kutte ned på strømkostnader og redusere avhengigheten av strømnettene.

Fordeler og ulemper

Mens mange energikilder som olje og atomkraft, er begrenset i mengde eller anses miljøgifter eller sikkerhetsrisiko, er solenergi lett tilgjengelig og ren. Solceller krever ikke noe vedlikehold, mens andre naturlige energikilder som vind og vann krever en generator - som må opprettholdes - for å omdanne bevegelsen av en turbin til energi. Videre gjør solenergi ikke trenger et kraftverk for å behandle den. Snarere er solceller plassert direkte på området som vil bruke makt.

Den mest åpenbare ulempe til solceller er at innretningene bare kan produsere energi i nærvær av sollys. Denne avhengigheten er ikke bare påvirket av natta, men også av interferens som skyer, forurensning og fysiske hindringer som trær og bygninger. (Solenergi kan lagres midlertidig ved batterier.)

Solcellepaneler er svært dyre å installere, og krever en stor plass å effektivt samle sollys for å drive en bygning. Imidlertid kan ytterligere fremskritt i solcelleteknologi bidra til å lindre kostnaden av enhetene.