Forskjellen mellom kloroplaster og solpaneler

Solceller og kloroplaster både generere energi fra lys, men er ellers ganske annerledes. Solceller er enkle, uorganiske strukturer som genererer elektrisitet. De er konstruert av menneskeskapte mineral wafere som er avhengige av grunnleggende elektriske egenskapene til halvledere å kunne fungere. Kloroplaster er komplekse organiske sub-cellestrukturer som produserer kjemisk energi. De selv reparasjon og cellene og planter som inneholder dem kopiere seg selv. Bortsett fra det faktum at de med solen som deres energikilde, de har lite til felles med solceller.

Bakgrunn

Kloroplaster som inneholder klorofyll er spredt over hele cellene i grønne planter. Sollys som faller på kloroplaster produserer en kjemisk endring som gjør det mulig for cellen å fremstille sukker og stivelse fra karbondioksyd og vann. Solcellepaneler er laget av halvledermateriale som inneholder elektroner holdt løst i materialets struktur. Når sollyset faller på solcellepanelet, er noen av disse elektronene banket gratis og produsere elektrisk strøm.

Mens både den kjemiske forandring i kloroplaster og den elektriske strøm i solcellepaneler er basert på elektronene stadig mer energi fra sollys, detaljene i mekanismen er ganske forskjellige.

fysisk struktur

Kloroplaster er små, runde skiver med en diameter på omtrent 1/1000 av en tomme. Hver kvadrattomme av et grønt blad inneholder millioner av kloroplaster. Inne i hver kloroplast er stabler av enda mindre plater som inneholder de molekylære strukturer som er ansvarlige for å fange solenergi. Solcellepaneler er bygget opp av solceller som er koblet i serie og parallelt for å produsere elektrisk energi. Hver solcelle består av to tynne lag av halvledermateriale, vanligvis silisium, med elektroder for å fange opp den elektriske strøm på hver side. Ett av lagene har positive ladningsurenheter og andre negative ladningsurenheter, noe som resulterer i et elektrisk felt på tvers av lagene. Elektroden på den siden som vender mot solen er bygd opp av flere tynne fingre i avstand, slik at solen kan fremdeles nå materialet under.

Produksjon av energi

Kloroplaster bruke solenergi på molekylært nivå. En klorofyll molekyl absorberer sollys som frigjør et elektron. Elektronet initierer en kjemisk endring i overflaten av en av skivene i kloroplast som resulterer i separasjon av et vannmolekyl til hydrogen og oksygen. Den elektron fra en av hydrogenatomene blir returnert til klorofyllmolekylet som er så klar for en ny syklus. Den hydrogenatom benyttes i produksjon av sukker og stivelsesmolekylene. I solceller, produserer en av de silisiumlagene frie elektroner når opplyst av sollys. Elektronene migrere til det andre laget på grunn av det elektriske felt på grunn av urenheter i silisium. Det blir elektronene plukket opp av elektroden og brukt til å produsere elektrisk strøm. Når de har gjort sitt arbeid, blir de returnert til solcelle gjennom den andre elektroden, klar til å gjenta syklusen.

Hensikt

De fire energikilder som er tilgjengelige for livet på jorden er solenergi, kjernekraft, jordvarme og kjemisk. Av disse er solenergi den desidert viktigste og kloroplaster er den viktigste måten solenergi omdannes til skjemaer som vi enkelt kan bruke. De to viktigste måtene vi bruker solenergi produsert av kloroplaster er gjennom mat og forbrenning av fossile brensler. Mens vi redusere vår avhengighet av fossilt brensel, er det ikke noe alternativ til mat basert på planter og dyr som spiser planter. Solcellepaneler er en måte å generere energi fra sollys uten å gå gjennom planter. Energien er i form av elektrisitet som kan erstatte elektrisk kraft nå generert fra fossile brensler. Dette vil redusere vår avhengighet av fossilt brensel, men andre former for energi vil fortsatt være nødvendig fordi elektrisitet er vanskelig å lagre effektivt.