Uma célula solar pode carregar uma bateria da luz solar natural ou da iluminação artificial, como uma lâmpada incandescente. Uma célula solar responde da mesma maneira a qualquer tipo de luz; você pode usar luz incandescente com uma célula solar para carregar a bateria de um relógio ou calculadora, desde que a luz seja forte o suficiente. A célula converte uma variedade de comprimentos de onda de luz em energia elétrica; a luz do sol e a luz incandescente contêm esses comprimentos de onda, de modo que a célula solar carrega a bateria de ambas as fontes.
Incandescente vs. Espectro Solar
Luzes incandescentes, o Sol e todas as outras fontes de luz produzem o que os cientistas chamam de "espectro" - um propagação de comprimentos de onda de luz, incluindo ondas infravermelhas longas, luz visível, ondas ultravioletas curtas e Raios X. Cada fonte tem um padrão espectral distinto; por exemplo, o Sol gera grandes quantidades de ultravioleta, enquanto uma lâmpada incandescente produz muito pouco. Uma célula solar responde aos comprimentos de onda da luz de maneiras diferentes, convertendo alguns comprimentos de onda em eletricidade enquanto ignora outros. A célula corresponde aproximadamente ao espectro do Sol; ele processa cores de luz visíveis, mas não pode usar as ondas infravermelhas mais longas. Como o espectro de uma luz incandescente está próximo ao do Sol, uma célula solar não tem problemas para funcionar com sua luz.
Energia da luz
Além de suas qualidades espectrais, a energia solar em um dia ensolarado equivale a cerca de 1.000 watts por metro quadrado na superfície da Terra. No entanto, uma célula solar típica recebe apenas uma pequena fração disso porque seu tamanho é de apenas alguns centímetros quadrados. Uma lâmpada incandescente padrão produz entre 40 e 100 watts no total e tem a maior parte da energia nos comprimentos de onda infravermelhos mais longos. Se você segurar uma célula solar a alguns centímetros de uma lâmpada, ela receberá uma quantidade de luz semelhante à do Sol; embora o Sol seja muito mais poderoso, a curta distância da lâmpada incandescente compensa sua produção menor.
Distância, tempo e tensão
A energia recebida por uma célula solar de uma luz incandescente diminui rapidamente com a distância. Quanto menos luz incide sobre a célula solar, mais fraca é sua saída, por isso leva mais tempo para carregar a bateria. Se a tensão da célula for inferior a um valor de limite mínimo, torna-se impossível carregar a bateria; por exemplo, uma bateria de 12 volts precisa de 12,9 volts para carregá-la. Enquanto a luz incide fortemente sobre uma célula solar, a voltagem não deve representar um problema.
Eficiência
A célula solar funciona bem com a luz do Sol ou com uma lâmpada incandescente. No entanto, a eletricidade da lâmpada tem que vir de algum lugar, como uma usina movida a gás natural ou energia nuclear - o que custa dinheiro. A luz do sol, por outro lado, é gratuita para ser capturada. Embora funcionar uma célula solar com luz artificial funcione bem, faz mais sentido usar a luz solar.