Een zonnecel kan een batterij opladen door natuurlijk zonlicht of door kunstlicht zoals een gloeilamp. Een zonnecel reageert op vrijwel dezelfde manier op beide soorten licht; je kunt gloeilampen met een zonnecel gebruiken om de batterij van een horloge of rekenmachine op te laden, mits het licht fel genoeg is. De cel zet een reeks lichtgolflengten om in elektrische energie; zowel zonlicht als gloeilampen bevatten deze golflengten, dus de zonnecel laadt de batterij van beide bronnen op.
Gloeilamp vs. zonnespectrum
Gloeilampen, de zon en alle andere lichtbronnen produceren wat wetenschappers een "spectrum" noemen - a verspreiding van lichtgolflengten inclusief lange infraroodgolven, zichtbaar licht, korte ultraviolette golven en Röntgenstralen. Elke bron heeft een onderscheidend spectraal patroon; de zon genereert bijvoorbeeld grote hoeveelheden ultraviolet, terwijl een gloeilamp heel weinig produceert. Een zonnecel reageert op verschillende manieren op lichtgolflengten, waarbij sommige golflengten worden omgezet in elektriciteit en andere worden genegeerd. De cel komt ongeveer overeen met het spectrum van de zon; het verwerkt zichtbare lichtkleuren maar kan de langste infraroodgolven niet gebruiken. Omdat het spectrum van een gloeilamp dicht bij dat van de zon ligt, heeft een zonnecel er geen probleem mee om op zijn licht te lopen.
Energie uit licht
Naast zijn spectrale eigenschappen, bedraagt zonne-energie op een zonnige dag ongeveer 1.000 watt per vierkante meter op het aardoppervlak. Een typische zonnecel ontvangt hier echter maar een fractie van, omdat hij slechts enkele vierkante centimeters groot is. Een standaard gloeilamp produceert in totaal tussen de 40 en 100 watt en heeft de meeste energie in de langste infraroodgolflengten. Als je een zonnecel op enkele centimeters van een gloeilamp houdt, ontvangt hij een vergelijkbare hoeveelheid licht als van de zon; hoewel de zon verreweg krachtiger is, compenseert de korte afstand van de gloeilamp zijn kleinere output.
Afstand, tijd en spanning
De energie die een zonnecel van een gloeilamp ontvangt, neemt snel af met de afstand. Hoe minder licht er op de zonnecel valt, hoe zwakker de output, dus het duurt langer om een batterij op te laden. Als de celspanning lager is dan een minimale drempelwaarde, wordt het onmogelijk om de batterij op te laden; een batterij van 12 volt heeft bijvoorbeeld 12,9 volt nodig om hem op te laden. Zolang het licht sterk op een zonnecel schijnt, zou spanning geen probleem moeten zijn.
efficiëntie
De zonnecel werkt goed, hetzij van het licht van de zon of een gloeilamp. De elektriciteit van de gloeilamp moet echter ergens vandaan komen, zoals een elektriciteitscentrale die op aardgas of kernenergie draait – en dat kost geld. Zonlicht daarentegen is gratis voor het oprapen. Hoewel het prima werkt om een zonnecel op kunstlicht te laten draaien, is het verstandiger om gebruik te maken van zonlicht.