In che modo i pannelli solari producono elettricità?

Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, i pannelli solari utilizzano celle fotovoltaiche per produrre elettricità. A differenza dei combustibili fossili, l'energia solare è una fonte di energia infinitamente rinnovabile. Alla fine i combustibili fossili, una fonte di energia non rinnovabile, saranno esauriti e il mondo dovrà rivolgersi a fonti di energia rinnovabile come l'energia solare ed eolica. Con lo sviluppo di nuove tecnologie solari, i costi dei pannelli solari diminuiscono mentre la loro efficienza aumenta. I pannelli solari sono in grado di convertire direttamente la luce solare in energia elettrica.

Quando i fotoni del sole colpiscono una cella fotovoltaica, gli elettroni vengono rilasciati dalla cella fotovoltaica, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Questi elettroni viaggiano verso la superficie della cella fotovoltaica che crea uno squilibrio di carica tra le superfici anteriore e posteriore della cella. Questo crea una tensione potenziale simile alle estremità opposte di una batteria. Se queste due superfici sono collegate tramite un carico esterno come un apparecchio, si crea elettricità.

Le singole celle voltaiche possono avere dimensioni comprese tra 0,5 e 4 pollici di diametro, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Uno svantaggio dell'utilizzo di pannelli solari per produrre elettricità è che la quantità di luce solare che raggiunge la superficie terrestre non è coerente, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. La quantità di energia fornita alla superficie terrestre dal sole dipende dal periodo dell'anno, dall'ora del giorno e dalle condizioni meteorologiche. L'energia solare è difficile da immagazzinare, il che rappresenta un'altra sfida. Un altro svantaggio è che devono essere costruite grandi aree di pannelli solari per raccogliere una quantità significativa di energia.

Un vantaggio dell'utilizzo di pannelli solari per produrre elettricità è che non sono necessari ingombranti generatori meccanici per produrre elettricità, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Quando si utilizzano combustibili fossili, sono necessari grandi generatori. I sistemi di pannelli solari sono anche facili da installare rapidamente e possono variare nelle dimensioni. Il principale vantaggio dell'utilizzo di pannelli solari per produrre elettricità è che l'energia viene prodotta senza rilasciare emissioni di carbonio.

I primi sistemi fotovoltaici sono stati sviluppati nel 1954 dai ricercatori della Bell Telephone, secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. A partire dalla fine degli anni '50, le celle fotovoltaiche sono state utilizzate per alimentare i satelliti spaziali della NASA. Poco dopo, le celle fotovoltaiche sono state utilizzate per alimentare piccoli oggetti come orologi e calcolatrici.

La quantità di energia solare che cade sulla terra in un'ora è maggiore della quantità di energia che gli esseri umani consumano in un anno intero, secondo Pnas.org.