I pannelli solari possono funzionare con la luce artificiale?

L’energia solare è una delle fonti di energia più rinnovabili, pulite ed economiche mai viste. Nello scenario attuale, non sorprende che in un futuro molto prossimo praticamente tutto il mondo funzionerà ad energia solare soprattutto per quanto amiamo le fonti naturali e rinnovabili rispetto al nucleare o al carbone. Ma poiché hanno bisogno della luce solare per generare elettricità, non possono funzionare nei giorni nuvolosi o di notte. E se i pannelli solari potessero generare energia da altre fonti di luce?

I pannelli solari possono funzionare con la luce artificiale? Sì, i pannelli solari possono funzionare con la luce artificiale, ma non possono essere così produttivi con la luce artificiale come lo sono con la luce solare. Tuttavia, tra tutti i tipi di luce artificiale, le lampadine a incandescenza sono le più efficienti per generare elettricità dai pannelli solari.

In questo articolo ho discusso la capacità di un pannello solare di generare elettricità dalla luce artificiale. Come parte della discussione ho anche spiegato come funziona il pannello solare e quanto può essere produttivo con diverse luci artificiali.

Come funzionano i pannelli solari con la luce solare?

I pannelli solari convertono la luce solare in elettricità. Quando una cella solare riceve luce, crea un’onda di elettroni. Due fattori giocano un ruolo chiave nel processo. Uno è la quantità di luce e l’altro sono i materiali utilizzati per realizzare il pannello.

La quantità di elettricità che un pannello solare può produrre da una data quantità di luce dipende dal tipo di materiale del pannello solare.

Effetto fotoelettrico

Il processo di conversione della luce in energia mediante un pannello solare è chiamato effetto fotoelettrico. Questo è l’opposto del processo che genera luce dall’elettricità in una lampadina.

Sebbene la tecnologia si chiami Solar Power, può generare elettricità da qualsiasi tipo di luce. Tuttavia, l’intensità della luce nel sole è maggiore. Quindi è possibile generare elettricità dal sole piuttosto che da altre luci. Ancora una volta, la luce solare è disponibile in natura gratuitamente e altre fonti di luce comportano dei costi.

Fotoni di luce

Il componente principale del sistema solare è il silicio. Il silicio ha una varietà di applicazioni. Affinché il silicio generi elettricità dalla luce, devi farlo passare attraverso un processo chimico.

Un fotone è una particella elementare di luce. Quando i fotoni della luce raggiungono il silicio del pannello solare, il silicio inizia a essere convertito in energia. Quello che succede è che i fotoni strappano gli elettroni dagli atomi di silicio.

E il movimento chimico causato da questo processo crea elettricità. Il volume della lastra di silicio determina la produzione finale di elettricità.

Rinnovabilità

Il motivo per cui i pannelli solari sono così apprezzati è la loro natura rinnovabile. Qualsiasi tecnica per la generazione di elettricità basata su carbone o diesel richiede una fornitura continua di energia primaria per generare elettricità.

Tuttavia, in un pannello solare, gli stessi siliconi continuano a generare elettricità giorno dopo giorno senza bisogno di amplificazione.

Invertitore

Tuttavia, affinché l’elettricità sia utilizzabile, deve essere convertita da corrente continua (corrente alternata) a corrente alternata (corrente alternata). Non puoi utilizzare la corrente continua nei tuoi dispositivi perché hanno una tensione costante. E i dispositivi elettrici hanno bisogno di corrente che può oscillare tra positivo e negativo.

Per convertire la corrente continua in corrente alternata, è necessario un convertitore separato. Ecco perché puoi sempre trovare un pannello solare collegato a un inverter.

Restrizione

I pannelli solari non utilizzano combustibile primario per produrre elettricità. Ecco perché sono pura energia. Sebbene il costo iniziale di installazione di un pannello solare sia elevato, diminuisce ogni anno.

Tuttavia, non puoi fare affidamento completamente sui pannelli solari, perché dipendono da un apporto di energia variabile: il sole. Nelle giornate nuvolose o di notte, gli utenti dei pannelli solari devono utilizzare le batterie o l’elettricità dalla rete.

Come funzionano i pannelli solari con la luce artificiale?

I pannelli solari non produrranno tanta elettricità con la luce artificiale quanto con la luce solare. Il numero di fotoni nella luce artificiale è molto inferiore al numero di fotoni nel Sole. Tuttavia, un pannello solare può generare elettricità dalla luce artificiale in piccole quantità.

Spiegazione scientifica

Tecnicamente, un pannello solare può produrre energia con i suoi siliconi utilizzando fotoni di luce, la cui lunghezza d’onda varia da 300 nm a 1.200 nm.

Se prendi una sorgente di luce artificiale come una lampadina a incandescenza, troverai lunghezze d’onda da 300 nm a 380 nm. Quindi, logicamente, non c’è alcun ostacolo per un pannello solare per generare elettricità dalla luce artificiale.

Tipo di pannello solare

Un altro fattore nell’efficienza di un pannello solare per la generazione di elettricità dalla luce artificiale è il tipo di pannello. Diversi tipi di pannelli solari hanno diverse capacità di produrre energia dalla luce artificiale.

A seconda della tecnologia del pannello solare, producono diverse quantità di elettricità. Monocristallino, policristallino. Cadmio Tellurio, sono alcune delle tecnologie che i pannelli solari utilizzano per produrre elettricità.

Quali luci artificiali sono adatte ai pannelli solari per produrre elettricità?

Tra tutte le luci artificiali, la ricerca di laboratorio ha identificato le lampadine a incandescenza come le più efficienti per generare elettricità utilizzando un pannello solare.

Tuttavia, anche altre luci artificiali sono state un input produttivo per il pannello solare. Ma la quantità di elettricità che producevano era insignificante.

Lampadine a incandescenza

Le lampadine a incandescenza sono la forma più antica di luce artificiale. Hanno fili di filo incandescente in loro. Questo tipo di luce ha dimostrato di essere la più efficiente nella produzione di elettricità da un pannello solare. Ma la produzione di elettricità dalle luci a incandescenza varia anche con i pannelli solari con tecnologie diverse.

I pannelli solari con tecnologia monocristallina sono riusciti a produrre la massima elettricità dalle luci a incandescenza. La seconda migliore tecnologia dei pannelli solari per lavori a incandescenza è la tecnologia policristallina e CIGS.

Fluorescente

Puoi anche utilizzare la luce fluorescente per generare elettricità da un pannello solare. Ci sono 12 tipi di luci fluorescenti disponibili sul mercato. I gas caricati con elettricità sono utilizzati principalmente per produrre luce. Questa tecnologia mira a produrre uno spettro di luce in banda bassa.

Ma le luci fluorescenti non sono molto efficienti nel generare elettricità da un pannello solare. Perché la gamma di lunghezze d’onda prodotte dalla luce fluorescente non è sufficiente per utilizzare la capacità massima del pannello solare.

GHIACCIO

Le lampadine a LED utilizzano diodi a emissione di luce (LED) per produrre luce. Rispetto alle lampadine a incandescenza e alle lampadine fluorescenti, le lampadine a LED sono più efficienti dal punto di vista energetico. Tuttavia, finora quando si tratta di generare elettricità utilizzando un pannello solare, le luci a LED non sono efficienti come le lampadine a incandescenza.

La ricerca di laboratorio mostra che le luci a LED possono produrre una piccola quantità di elettricità con un pannello solare con tecnologia al silicio. Tuttavia, possono produrre energia con pannelli solari con tecnologia GaAs e CdTe.

È una lampada a scarica ad alta pressione che utilizza mercurio e alogenuri metallici per produrre luce. Le lampade ad alogenuri metallici possono anche generare elettricità da un pannello solare.

Ma la quantità di elettricità che un pannello solare può produrre con lampade ad alogenuri metallici è molto insignificante. La ricerca mostra che possono produrre solo poco più di 1 W/m2 di elettricità in un pannello solare.

Quale pannello solare produce più elettricità con le luci artificiali?

La capacità di generazione di elettricità per un pannello solare dipende anche dal tipo di tecnologia utilizzata. Qui ho discusso di diversi pannelli solari e della loro capacità di generare elettricità usando la luce artificiale.

Pannelli in silicio monocristallino

Le celle di una scheda in silicio monocristallino sono costituite da un singolo cristallo di silicio. È possibile riconoscere una scheda in silicio monocristallino dalla sua superficie nera.

I pannelli in silicio monocristallino possono produrre la maggior quantità di elettricità dalla luce artificiale se sono alimentati da luci a incandescenza.

Lastre in silicio policristallino

I pannelli in silicio policristallino sono i pannelli solari più popolari. Hanno più cristalli di silicio per produrre elettricità. Il colore della superficie di questo pannello solare è blu.

I pannelli solari con tecnologia al silicio policristallino sono i più efficienti per produrre energia dalla luce solare. Tuttavia, non possono generare energia dalla luce artificiale tanto quanto può fare un wafer di silicio monocristallino.

Pannelli solari a film sottile

I pannelli solari a film sottile sono realizzati applicando uno o più film sottili di materiale fotovoltaico su vetro, plastica o metallo.

Tuttavia, questo tipo di pannello solare ha poca capacità di generare energia dalla luce artificiale. Sono anche in ritardo nella produzione di elettricità dalla luce solare.

Conclusione

Ora conosci la risposta se i pannelli solari possono funzionare con la luce artificiale. Tuttavia, utilizzare la luce artificiale per generare elettricità da un pannello solare non è un’idea sostenibile. Dal momento che le luci artificiali stesse consumano elettricità. Quindi non ha molto senso usare la luce artificiale per generare elettricità.