Jak panele słoneczne wytwarzają energię elektryczną?

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych panele słoneczne wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne do produkcji energii elektrycznej. W przeciwieństwie do paliw kopalnych energia słoneczna jest nieskończenie odnawialnym źródłem energii. W końcu paliwa kopalne, nieodnawialne źródło energii, ulegną wyczerpaniu, a świat będzie musiał zwrócić się w stronę odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Wraz z rozwojem nowych technologii słonecznych koszty paneli słonecznych spadają, a ich wydajność rośnie. Panele słoneczne są w stanie bezpośrednio zamienić światło słoneczne na energię elektryczną.

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, gdy fotony ze słońca uderzają w ogniwo fotowoltaiczne, elektrony są uwalniane z ogniwa fotowoltaicznego. Elektrony te przemieszczają się w kierunku powierzchni ogniwa fotowoltaicznego, co powoduje nierównowagę ładunku między tylną i przednią powierzchnią ogniwa. Tworzy to potencjalne napięcie podobne do przeciwległych końców baterii. Jeśli te dwie powierzchnie są połączone przez zewnętrzne obciążenie, takie jak urządzenie, powstaje energia elektryczna.

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych pojedyncze ogniwa galwaniczne mogą mieć średnicę od 0,5 do 4 cali.

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych jedną z wad wykorzystania paneli słonecznych do produkcji energii elektrycznej jest to, że ilość światła słonecznego docierającego do powierzchni ziemi nie jest stała. Ilość energii dostarczanej na powierzchnię Ziemi ze słońca zależy od pory roku, pory dnia i warunków pogodowych. Energia słoneczna jest trudna do magazynowania, co stanowi kolejne wyzwanie. Inną wadą jest to, że duże obszary paneli słonecznych muszą być budowane, aby zebrać znaczną ilość energii.

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych jedną z zalet wykorzystania paneli słonecznych do produkcji energii elektrycznej jest to, że do produkcji energii elektrycznej nie są potrzebne duże generatory mechaniczne. Podczas korzystania z paliw kopalnych potrzebne są duże generatory. Systemy paneli słonecznych są również łatwe w szybkim montażu i mogą różnić się wielkością. Główną zaletą wykorzystania paneli słonecznych do produkcji energii elektrycznej jest to, że energia jest wytwarzana bez emisji dwutlenku węgla.

Według Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych pierwsze systemy fotowoltaiczne zostały opracowane w 1954 roku przez badaczy Bell Telephone. Od końca lat 50. ogniwa fotowoltaiczne były wykorzystywane do zasilania satelitów kosmicznych NASA. Niedługo potem ogniwa fotowoltaiczne zostały wykorzystane do zasilania drobnych przedmiotów, takich jak zegarki i kalkulatory.

Według Pnas.org ilość energii słonecznej, która pada na Ziemię w ciągu jednej godziny, jest większa niż ilość energii zużywanej przez ludzi w ciągu całego roku.