Kuinka aurinkopaneelit tuottavat sähköä?

Aurinkopaneelit käyttävät aurinkokennoja sähkön tuottamiseen Yhdysvaltojen energiaministeriön mukaan. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, aurinkoenergia on äärettömän uusiutuva energialähde. Lopulta fossiiliset polttoaineet, uusiutumaton energialähde, kuluvat loppuun, ja maailman on siirryttävä kohti uusiutuvia energialähteitä, kuten aurinko- ja tuulivoimaa. Uuden aurinkotekniikan kehittyessä aurinkopaneelien kustannukset laskevat samalla kun niiden tehokkuus kasvaa. Aurinkopaneelit pystyvät muuntamaan auringonvalon suoraan sähköenergiaksi.

Kun auringon fotonit osuvat aurinkokennoon, elektronit vapautuvat aurinkokennosta Yhdysvaltojen energiaministeriön mukaan. Nämä elektronit kulkevat kohti aurinkokennon pintaa, mikä aiheuttaa epätasapainon varauksessa kennon taka- ja etupintojen välillä. Tämä luo potentiaalijännitteen, joka on samanlainen kuin akun vastakkaiset päät. Jos nämä kaksi pintaa liitetään ulkoisen kuorman kautta kuten laite, syntyy sähköä.

Yksittäisten voltaattikennojen koko voi olla halkaisijaltaan 0,5 - 4 tuumaa Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan.

Yksi haittapuoli aurinkopaneelien käytöstä sähkön tuottamiseen on, että maapallon pintaan tuleva auringonvalon määrä ei ole tasainen Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan. Auringosta maan pinnalle tuotavan energian määrä riippuu vuodenajasta, vuorokaudesta ja sääolosuhteista. Aurinkoenergiaa on vaikea varastoida, mikä on toinen haaste. Toinen haittapuoli on, että suuret aurinkopaneelialueet on rakennettava keräämään merkittävä määrä energiaa.

Yksi etu aurinkopaneelien käytöstä sähkön tuottamiseen on, että suuria mekaanisia generaattoreita ei tarvita sähkön tuottamiseen Yhdysvaltojen energiaministeriön mukaan. Fossiilisia polttoaineita käytettäessä tarvitaan suuria generaattoreita. Aurinkopaneelijärjestelmät on myös helppo asentaa nopeasti ja niiden koko voi vaihdella. Suurin etu aurinkopaneelien käytöstä sähkön tuottamiseen on, että energiaa tuotetaan päästämättä hiilidioksidipäästöjä.

Ensimmäiset aurinkosähköjärjestelmät kehitti Bell Telephone -tutkijat vuonna 1954 Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan. 1950-luvun lopulta lähtien aurinkokennoja käytettiin NASA-avaruussatelliittien virransaantiin. Pian sen jälkeen aurinkokennoja käytettiin pienten esineiden, kuten kellojen ja laskimien, virtalähteeseen.

Pnas.org kertoo, että aurinkoenergian määrä, joka putoaa maan päälle tunnissa, on suurempi kuin energian määrä, jonka ihmiset kuluttavat koko vuodessa.