Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a napelemek fotovoltaikus cellákat használnak az áramtermeléshez. A fosszilis tüzelőanyagoktól eltérően a napenergia végtelenül megújuló energiaforrás. Végül a fosszilis tüzelőanyagok, a nem megújuló energiaforrások, kimerülnek, és a világnak megújuló energiaforrások felé kell fordulnia, mint például a nap- és szélenergia. Az új napelemes technológiák fejlődésével a napelemek költségei csökkennek, miközben hatékonyságuk nő. A napelemek képesek a napfényt közvetlenül elektromos energiává alakítani.
Funkció
Amikor a nap fotonjai megütnek egy fotovoltaikus cellát, az elektronok felszabadulnak a fotovoltaikus cellából az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint. Ezek az elektronok a fotovoltaikus cella felszíne felé haladnak, ami egyensúlyhiányt okoz a cella hátsó és elülső felülete között. Ez potenciális feszültséget hoz létre, amely hasonló az akkumulátor ellentétes végeihez. Ha ez a két felület külső terhelésen keresztül csatlakozik, mint egy készülék, áram keletkezik.
Méret
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint az egyes voltaos cellák átmérője 0,5 és 4 hüvelyk közötti lehet.
Hátrányok
A napelemek villamos energia előállításának egyik hátránya, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a napfény mennyisége, amely eléri a föld felszínét, nem egyenletes. A napból a föld felszínére juttatott energia mennyisége az évszakától, a napszakától és az időjárási viszonyoktól függ. A napenergiát nehéz tárolni, ami újabb kihívást jelent. További hátrány, hogy nagy területű napelemeket kell felépíteni a jelentős mennyiségű energia összegyűjtésére.
Előnyök
A napelemek villamos energia előállításának egyik előnye, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint nincs szükség nagyméretű mechanikus generátorokra az áramtermeléshez. A fosszilis üzemanyagok használatakor nagy generátorokra van szükség. A napelemes rendszerek könnyen telepíthetők gyorsan és méretükben is változhatnak. A napelemek villamos energia előállításának fő előnye, hogy az energiát szén-dioxid-kibocsátás nélkül állítják elő.
Történelem
Az első fotovoltaikus rendszereket 1954-ben fejlesztették ki a Bell Telephone kutatói az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint. Az 1950-es évek végétől kezdve a fotovoltaikus cellákat használták a NASA űr műholdak áramellátására. Nem sokkal később fotovoltaikus cellákat használtak apró tárgyak, például órák és számológépek áramellátására.
Vicces tény
A napenergia mennyisége, amely egy óra alatt esik a földre, nagyobb, mint az emberek által egy év alatt elfogyasztott energia mennyisége - írja a Pnas.org.
