Πώς παράγουν τα ηλεκτρικά ηλιακά πάνελ;

Τα ηλιακά πάνελ χρησιμοποιούν φωτοβολταϊκά κύτταρα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα, η ηλιακή ενέργεια είναι μια απεριόριστα ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Τελικά τα ορυκτά καύσιμα, μια μη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, θα εξαντληθούν και ο κόσμος θα πρέπει να στραφεί προς ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια. Καθώς αναπτύσσονται νέες ηλιακές τεχνολογίες, το κόστος των ηλιακών συλλεκτών μειώνεται ενώ αυξάνεται η αποδοτικότητά τους. Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να μετατρέψουν άμεσα το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια.

Όταν τα φωτόνια από τον ήλιο προσβάλλουν ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από το φωτοβολταϊκό κύτταρο, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτά τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν προς την επιφάνεια του φωτοβολταϊκού στοιχείου που δημιουργεί μια ανισορροπία φορτίου μεταξύ της πίσω και της μπροστινής επιφάνειας του στοιχείου. Αυτό δημιουργεί μια πιθανή τάση παρόμοια με τα αντίθετα άκρα μιας μπαταρίας. Εάν αυτές οι δύο επιφάνειες συνδέονται μέσω εξωτερικού φορτίου όπως μια συσκευή, δημιουργείται ηλεκτρισμός.

Τα μεμονωμένα ηλιακά κύτταρα μπορούν να κυμαίνονται σε μέγεθος από 0,5 έως 4 ίντσες σε διάμετρο, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών.

Ένα μειονέκτημα της χρήσης ηλιακών συλλεκτών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι η ποσότητα του ηλιακού φωτός που φτάνει στην επιφάνεια της γης δεν είναι συνεπής, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Η ποσότητα ενέργειας που παραδίδεται στην επιφάνεια της γης από τον ήλιο εξαρτάται από την ώρα του χρόνου, την ώρα της ημέρας και τις καιρικές συνθήκες. Η ηλιακή ενέργεια είναι δύσκολο να αποθηκευτεί, γεγονός που αποτελεί μια άλλη πρόκληση. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι πρέπει να κατασκευαστούν μεγάλες περιοχές ηλιακών συλλεκτών για να συλλέγουν οποιαδήποτε σημαντική ποσότητα ενέργειας.

Ένα πλεονέκτημα της χρήσης ηλιακών συλλεκτών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι δεν απαιτούνται ογκώδεις μηχανικές γεννήτριες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Κατά τη χρήση ορυκτών καυσίμων, χρειάζονται μεγάλες γεννήτριες. Τα συστήματα ηλιακών πλαισίων είναι επίσης εύκολο να εγκατασταθούν γρήγορα και μπορεί να ποικίλουν σε μέγεθος. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρήσης ηλιακών συλλεκτών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι η ενέργεια παράγεται χωρίς να απελευθερώνει εκπομπές άνθρακα.

Τα πρώτα φωτοβολταϊκά συστήματα αναπτύχθηκαν το 1954 από ερευνητές της Bell Telephone, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των Ηνωμένων Πολιτειών. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1950, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν για να τροφοδοτήσουν τους διαστημικούς δορυφόρους της NASA. Λίγο αργότερα, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν για την τροφοδοσία μικρών αντικειμένων όπως ρολόγια και αριθμομηχανές.

Η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στη γη σε μία ώρα είναι μεγαλύτερη από την ποσότητα ενέργειας που καταναλώνουν οι άνθρωποι σε ένα ολόκληρο έτος, σύμφωνα με το Pnas.org.