כיצד מייצרים פנלים סולאריים חשמל?

על פי משרד האנרגיה של ארצות הברית, פאנלים סולאריים משתמשים בתאים פוטו-וולטאיים לייצור חשמל. בניגוד לדלקים מאובנים, אנרגיה סולארית היא מקור אנרגיה מתחדשת לאין ערוך. בסופו של דבר דלקים מאובנים, מקור אנרגיה שאינו מתחדש, יתדלדל והעולם יצטרך לפנות לעבר מקורות אנרגיה מתחדשים כמו אנרגיה סולארית ורוח. ככל שמתפתחות טכנולוגיות סולאריות חדשות, עלויות הפאנלים הסולאריים יורדות בעוד יעילותן עולה. פאנלים סולאריים מסוגלים להמיר ישירות את אור השמש לאנרגיה חשמלית.

כאשר פוטונים מהשמש פוגעים בתא פוטו-וולטאי, אלקטרונים משתחררים מהתא הפוטו-וולטאי, על פי משרד האנרגיה של ארצות הברית. אלקטרונים אלה נעים לכיוון פני השטח של התא הפוטו וולטאי היוצר חוסר איזון במטען בין המשטח האחורי והתא הקדמי. זה יוצר מתח פוטנציאלי הדומה לקצוות מנוגדים של סוללה. אם שני משטחים אלה מחוברים באמצעות עומס חיצוני כמו מכשיר, נוצר חשמל.

תאים וולטאיים בודדים יכולים לנוע בגודל של 0.5 עד 4 אינץ 'בקוטר, על פי משרד האנרגיה של ארצות הברית.

אחד החסרונות בשימוש בפאנלים סולאריים לייצור חשמל הוא שכמות אור השמש המגיעה לפני האדמה אינה עקבית, כך לפי משרד האנרגיה של ארצות הברית. כמות האנרגיה המועברת אל פני האדמה מהשמש תלויה בזמן השנה, בשעות היום ובתנאי מזג האוויר. אנרגיה סולארית קשה לאחסון, מה שמציב אתגר נוסף. חסרון נוסף הוא שיש לבנות שטחים גדולים של פאנלים סולאריים כדי לאסוף כל כמות משמעותית של אנרגיה.

יתרון אחד בשימוש בפאנלים סולאריים לייצור חשמל הוא שאין צורך בגנרטורים מכניים מגושמים לייצור חשמל, כך על פי משרד האנרגיה של ארצות הברית. בעת שימוש בדלקים מאובנים יש צורך בגנרטורים גדולים. מערכות פאנלים סולאריים קלות גם להתקנה מהירה ויכולות להשתנות בגודלן. היתרון העיקרי בשימוש בפאנלים סולאריים לייצור חשמל הוא בכך שאנרגיה מופקת ללא שחרור פליטת פחמן.

מערכות הפוטו וולטאיות הראשונות פותחו בשנת 1954 על ידי חוקרי בל טלפון, על פי משרד האנרגיה של ארצות הברית. החל מסוף שנות ה -50 של המאה העשרים שימשו תאים פוטו-וולטאיים להפעלת לווייני חלל של נאס"א. זמן קצר לאחר מכן שימשו תאים פוטו-וולטאיים להפעלת חפצים קטנים כמו שעונים ומחשבונים.

כמות האנרגיה הסולארית שנופלת על כדור הארץ בשעה אחת גדולה מכמות האנרגיה שבני האדם צורכים בשנה שלמה, על פי Pnas.org.