Una cella solare può caricare una batteria dalla luce solare naturale o dall'illuminazione artificiale come una lampadina a incandescenza. Una cella solare risponde più o meno allo stesso modo a entrambi i tipi di luce; puoi utilizzare la luce a incandescenza con una cella solare per caricare la batteria di un orologio o di una calcolatrice, a condizione che la luce sia sufficientemente luminosa. La cella converte una gamma di lunghezze d'onda della luce in energia elettrica; sia la luce solare che la luce a incandescenza contengono queste lunghezze d'onda, quindi la cella solare carica la batteria da entrambe le fonti.
Incandescente vs. Spettro solare
Le luci a incandescenza, il Sole e tutte le altre sorgenti luminose producono quello che gli scienziati chiamano uno "spettro" - a diffusione delle lunghezze d'onda della luce comprese le onde infrarosse lunghe, la luce visibile, le onde ultraviolette corte e Raggi X. Ogni sorgente ha uno schema spettrale distintivo; per esempio, il Sole genera abbondanti quantità di ultravioletti mentre una lampadina a incandescenza ne produce molto poco. Una cella solare risponde alle lunghezze d'onda della luce in modi diversi, convertendo alcune lunghezze d'onda in elettricità ignorandone altre. La cellula corrisponde approssimativamente allo spettro del Sole; elabora i colori della luce visibile ma non può utilizzare le onde infrarosse più lunghe. Poiché lo spettro di una luce a incandescenza è vicino a quello del Sole, una cella solare non ha problemi a funzionare con la sua luce.
Energia dalla luce
Oltre alle sue qualità spettrali, l'energia solare in una giornata di sole ammonta a circa 1.000 watt per metro quadrato sulla superficie terrestre. Tuttavia, una tipica cella solare ne riceve solo una piccola frazione perché la sua dimensione è di pochi centimetri quadrati. Una lampadina a incandescenza standard produce tra 40 e 100 watt in totale e ha la maggior parte dell'energia nelle lunghezze d'onda infrarosse più lunghe. Se tieni una cella solare a pochi centimetri da una lampadina, riceverà una quantità di luce simile a quella del Sole; sebbene il Sole sia di gran lunga più potente, la distanza ravvicinata della lampada a incandescenza compensa la sua minore potenza.
Distanza, tempo e tensione
L'energia ricevuta da una cella solare da una luce ad incandescenza diminuisce rapidamente con la distanza. Meno luce cade sulla cella solare, più debole è la sua uscita, quindi ci vuole più tempo per caricare una batteria. Se la tensione della cella è inferiore ad un valore di soglia minimo, diventa impossibile caricare la batteria; ad esempio, una batteria da 12 volt ha bisogno di 12,9 volt per caricarla. Finché la luce colpisce con forza una cella solare, la tensione non dovrebbe rappresentare un problema.
Efficienza
La cella solare funziona bene sia dalla luce del sole che da una lampadina a incandescenza. Tuttavia, l'elettricità della lampadina deve provenire da qualche parte, come una centrale elettrica alimentata a gas naturale o energia nucleare, che costa denaro. La luce del sole, d'altra parte, è gratuita. Sebbene l'esecuzione di una cella solare con la luce artificiale funzioni bene, ha più senso utilizzare la luce solare.
