Mogu li solarne ploče raditi s umjetnim svjetlom?

Sunčeva energija je jedan od najobnovljivijih, najčišćih i najjeftinijih izvora energije koji je ikada viđen. Prema sadašnjem scenariju, nije iznenađujuće da će u vrlo bliskoj budućnosti praktički cijeli svijet raditi na solarnoj energiji uglavnom zbog toga koliko volimo prirodne i obnovljive izvore u usporedbi s nuklearnom ili ugljenom. No budući da im je potrebna sunčeva svjetlost za proizvodnju električne energije, ne mogu funkcionirati po oblačnim danima ili noću. Što ako bi solarni paneli mogli generirati energiju iz drugih izvora svjetlosti?

Mogu li solarni paneli raditi s umjetnim svjetlom? Da, solarni paneli mogu raditi s umjetnim svjetlom, ali ne mogu biti tako produktivni s umjetnim svjetlom kao sa sunčevom svjetlošću. Međutim, među svim vrstama umjetnog svjetla, žarulje sa žarnom niti su najučinkovitije za solarne ploče za proizvodnju električne energije.

U ovom članku raspravljao sam o sposobnosti solarne ploče da proizvodi električnu energiju iz umjetnog svjetla. U sklopu rasprave također sam elaborirao kako solarni panel radi i koliko može biti produktivan s različitim umjetnim svjetlima.

Kako solarni paneli rade sa sunčevom svjetlošću?

Solarni paneli pretvaraju sunčevu svjetlost u električnu energiju. Kada solarna ćelija primi svjetlost, ona stvara val elektrona. Dva čimbenika igraju ključnu ulogu u procesu. Jedno je količina svjetlosti, a drugo materijali koji se koriste za izradu ploče.

Količina električne energije koju solarni panel može proizvesti iz određene količine svjetlosti ovisi o vrsti materijala solarne ploče.

Fotoelektrični efekt

Proces pretvaranja svjetlosti u energiju pomoću solarne ploče naziva se fotoelektrični efekt. To je suprotno procesu koji generira svjetlost iz električne energije u žarulji.

Iako je tehnologija nazvana Solar Power, može proizvesti električnu energiju iz bilo koje vrste svjetlosti. Međutim, intenzitet svjetlosti na suncu je veći. Dakle, izvodljivo je proizvoditi električnu energiju iz sunca, a ne iz drugih svjetala. Opet, svjetlost sunca dostupna je u prirodi besplatno, a drugi izvori svjetlosti uključuju troškove.

Fotoni svjetlosti

Glavna komponenta solarnog sustava je silicij. Silicij ima raznoliku primjenu. Da bi silicij proizveo električnu energiju iz svjetlosti, morate ga natjerati da prođe kroz kemijski proces.

Foton je elementarna čestica svjetlosti. Kada fotoni iz svjetlosti dođu do silicija solarne ploče, silikoni se počinju pretvarati u energiju. Ono što se događa je da fotoni odvajaju elektrone od atoma silicija.

A kemijsko kretanje uzrokovano ovim procesom stvara električnu energiju. Volumen silikona ploče određuje konačni izlaz električne energije.

Obnovljivost

Razlog zašto su solarni paneli toliko cijenjeni je njihova obnovljiva priroda. Svaka tehnika za proizvodnju električne energije na bazi ugljena ili dizela zahtijeva kontinuiranu opskrbu primarnom energijom za proizvodnju električne energije.

Međutim, u solarnoj ploči isti silikoni nastavljaju generirati električnu energiju iz dana u dan bez potrebe za pojačanjem.

Inverter

Međutim, da bi električna energija bila upotrebljiva, potrebno ih je pretvoriti iz istosmjerne (izmjenične struje) u izmjeničnu (izmjeničnu). Ne možete koristiti istosmjernu struju u svojim uređajima jer imaju konstantan napon. A električni uređaji trebaju struju koja može oscilirati između pozitivnog i negativnog.

Za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju potreban vam je zasebni pretvarač. Zato uvijek možete pronaći solarni panel povezan s inverterom.

Ograničenje

Solarni paneli ne koriste primarno gorivo za proizvodnju električne energije. Zato su čista energija. Iako je početni trošak postavljanja solarne ploče visok, svake godine postaje sve manji.

Ipak, ne možete se u potpunosti osloniti na solarne panele, jer oni ovise o promjenjivom unosu energije – suncu. U oblačnim danima ili noću, korisnici solarnih panela moraju koristiti baterije ili električnu energiju iz mreže.

Kako solarne ploče rade s umjetnim svjetlom?

Solarni paneli neće proizvesti toliko električne energije s umjetnim svjetlom kao sa sunčevom svjetlošću. Broj fotona u umjetnoj svjetlosti mnogo je manji od broja fotona na Suncu. Ipak, solarna ploča može proizvesti električnu energiju iz umjetnog svjetla u malim količinama.

Znanstveno objašnjenje

Tehnički, solarna ploča može proizvoditi energiju sa svojim silikonima korištenjem fotona svjetlosti, čija se valna duljina kreće od 300 nm do 1.200 nm.

Ako izvor umjetne svjetlosti uzmete kao žarulju sa žarnom niti, u njemu ćete pronaći 300 nm do 380 nm valne duljine. Dakle, logično, ne postoji nikakva prepreka da solarna ploča proizvodi električnu energiju iz umjetnog svjetla.

Vrsta solarne ploče

Drugi čimbenik učinkovitosti solarne ploče za proizvodnju električne energije iz umjetne svjetlosti je vrsta ploče. Različite vrste solarnih panela imaju različite kapacitete za proizvodnju energije iz umjetnog svjetla.

Ovisno o tehnologiji solarne ploče, proizvode različite količine struje. Monokristalna, polikristalna. Kadmij Telur, neke su od tehnologija koje solarni paneli koriste za proizvodnju električne energije.

Koja su umjetna svjetla dobra za solarne panele za proizvodnju struje?

Među svim umjetnim svjetlima, laboratorijska istraživanja su identificirala žarulje sa žarnom niti kao najučinkovitije za proizvodnju električne energije pomoću solarne ploče.

Međutim, neka druga umjetna svjetla također su bila produktivan ulaz za solarnu ploču. Ali količina električne energije koju su oni proizveli bila je beznačajna.

Žarulje sa žarnom niti

Žarulje sa žarnom niti najstariji su oblik umjetne svjetlosti. Imaju užarene žičane niti u sebi. Ova vrsta svjetla dokazano je najučinkovitija u proizvodnji električne energije iz solarne ploče. No, izlaz električne energije iz svjetala sa žarnom niti također varira kod solarnih panela s različitim tehnologijama.

Solarni paneli s monokristalnom tehnologijom uspjeli su proizvesti maksimalnu električnu energiju iz svjetala sa žarnom niti. Druga najbolja tehnologija solarnih panela za rad sa žarnom niti je polikristalna i CIGS tehnologija.

Fluorescentno

Također možete koristiti fluorescentno svjetlo za proizvodnju električne energije iz solarne ploče. Na tržištu je dostupno 12 vrsta fluorescentnih svjetala. Za proizvodnju svjetlosti uglavnom koriste plinove nabijene električnom energijom. Ova tehnologija cilja na proizvodnju niskopojasnog svjetlosnog spektra.

Ali fluorescentna svjetla nisu baš učinkovita u proizvodnji električne energije iz solarne ploče. Budući da raspon valnih duljina koji proizvodi fluorescentno svjetlo nije dovoljan da se iskoristi maksimalni kapacitet solarne ploče.

LED

LED žarulje koriste diode koje emitiraju svjetlost (LED) za proizvodnju svjetlosti. U usporedbi sa žaruljama sa žarnom niti i fluorescentnim žaruljama, LED žarulje su energetski učinkovitije. Međutim, do sada kada je riječ o proizvodnji električne energije pomoću solarne ploče, LED svjetla nisu tako učinkovita kao žarulje sa žarnom niti.

Laboratorijska istraživanja pokazuju da LED svjetla mogu proizvesti malo električne energije sa solarnim panelom sa silikonskom tehnologijom. Međutim, oni mogu proizvesti nešto energije sa solarnim panelima s GaAs i CdTe tehnologijom.

Metal halogene svjetiljke

To je visokotlačna svjetiljka s pražnjenjem koja za proizvodnju svjetlosti koristi živu i metalni halogenid. Metal-halogene svjetiljke također mogu proizvesti električnu energiju iz solarne ploče.

Ali količina električne energije koju solarni panel može proizvesti s metal-halogenim svjetiljkama vrlo je beznačajna. Istraživanja pokazuju da mogu proizvesti samo nešto više od 1 W/m2 električne energije u solarnoj ploči.

Koji solarni panel proizvodi više električne energije s umjetnim svjetlima?

Kapacitet proizvodnje električne energije za solarnu ploču također ovisi o vrsti tehnologije koju koristi. Ovdje sam raspravljao o različitim solarnim panelima i njihovoj sposobnosti da proizvode električnu energiju pomoću umjetnog svjetla.

Monokristalni silikonski paneli

Stanice monokristalne silicijeve ploče izrađene su od jednog kristala silicija. Monokristalnu silicijsku ploču možete prepoznati po crnoj površini.

Monokristalni silikonski paneli mogu proizvesti najveću količinu električne energije iz umjetnog svjetla ako na njih rade svjetla sa žarnom niti.

Polikristalne silikonske ploče

Polikristalni silikonski paneli su najpopularniji solarni paneli. Imaju više kristala silicija za proizvodnju električne energije. Boja površine ovog solarnog panela je plava.

Solarni paneli s tehnologijom polikristalnog silicija najučinkovitiji su za proizvodnju energije iz sunčeve svjetlosti. Međutim, oni ne mogu proizvesti energiju iz umjetnog svjetla onoliko koliko može proizvesti monokristalna silicijska ploča.

Tankoslojni solarni paneli

Tankoslojni solarni paneli nastaju nanošenjem jednog ili više tankih filmova fotonaponskog materijala na staklo, plastiku ili metal.

Međutim, ova vrsta solarnih panela ima malu sposobnost generiranja energije iz umjetne svjetlosti. Također zaostaju u proizvodnji električne energije iz sunčeve svjetlosti.

Zaključak

Sada znate odgovor na to mogu li solarni paneli raditi s umjetnim svjetlom. Međutim, korištenje umjetnog svjetla za proizvodnju električne energije iz solarne ploče nije održiva ideja. Budući da sama umjetna svjetla troše električnu energiju. Dakle, nema puno smisla koristiti umjetno svjetlo za proizvodnju električne energije.