Môžu solárne panely pracovať s umelým svetlom?

Solárna energia je jedným z najviac obnoviteľných, najčistejších a najlacnejších zdrojov energie, aké sme kedy videli. V súčasnom scenári nie je prekvapujúce, že vo veľmi blízkej budúcnosti by prakticky celý svet bežal na solárnu energiu najmä preto, ako veľmi milujeme prírodné a obnoviteľné zdroje v porovnaní s jadrom či uhlím. Ale keďže potrebujú slnečné svetlo na výrobu elektriny, nemôžu fungovať počas zamračených dní alebo v noci. Čo keby solárne panely mohli generovať energiu z iných svetelných zdrojov?

Môžu solárne panely pracovať s umelým svetlom? Áno, solárne panely môžu pracovať s umelým svetlom, ale nemôžu byť také produktívne s umelým svetlom ako so slnečným žiarením. Zo všetkých typov umelého svetla sú však na výrobu elektriny pre solárne panely najúčinnejšie žiarovky.

V tomto článku som diskutoval o schopnosti solárneho panelu vyrábať elektrinu z umelého svetla. V rámci diskusie som rozpracoval aj to, ako solárny panel funguje a nakoľko môže byť produktívny s rôznymi umelými svetlami.

Ako fungujú solárne panely so slnečným žiarením?

Solárne panely premieňajú slnečné svetlo na elektrinu. Keď solárny článok prijíma svetlo, vytvára vlnu elektrónov. V tomto procese zohrávajú kľúčovú úlohu dva faktory. Jedným je množstvo svetla a druhým sú materiály použité na výrobu panelu.

Množstvo elektriny, ktoré dokáže solárny panel vyrobiť z daného množstva svetla, závisí od typu materiálu solárneho panelu.

Fotoelektrický efekt

Proces premeny svetla na energiu pomocou solárneho panelu sa nazýva fotoelektrický efekt. Ide o opak procesu, ktorý vytvára svetlo z elektriny v žiarovke.

Hoci sa technológia nazýva Solar Power, dokáže vyrábať elektrinu z akéhokoľvek typu svetla. Intenzita svetla na slnku je však vyššia. Je teda možné vyrábať elektrinu zo slnka, a nie z iných svetiel. Opäť platí, že slnečné svetlo je v prírode dostupné zadarmo a iné zdroje svetla si vyžadujú náklady.

Fotóny svetla

Hlavnou zložkou slnečnej sústavy je kremík. Kremík má rôzne aplikácie. Aby silikóny vyrábali elektrinu zo svetla, musíte ho nechať prejsť chemickým procesom.

Fotón je elementárna častica svetla. Keď fotóny zo svetla dosiahnu kremík solárneho panelu, kremík sa začne premieňať na energiu. Čo sa stane, je to, že fotóny odstránia elektróny z atómov kremíka.

A chemický pohyb spôsobený týmto procesom vytvára elektrinu. Objem kremíkovej dosky určuje konečný výkon elektriny.

Obnoviteľnosť

Dôvodom, prečo sú solárne panely tak cenené, je ich obnoviteľný charakter. Akákoľvek technika výroby elektriny na báze uhlia alebo nafty si vyžaduje nepretržitú dodávku primárnej energie na výrobu elektriny.

V solárnom paneli však tie isté kremíky pokračujú vo výrobe elektriny deň čo deň bez potreby zosilnenia.

Invertor

Aby však bola elektrická energia použiteľná, je potrebné ju premeniť z jednosmerného prúdu (striedavý prúd) na striedavý prúd (striedavý prúd). Vo svojich zariadeniach nemôžete používať jednosmerný prúd, pretože majú konštantné napätie. A elektrické zariadenia potrebujú prúd, ktorý môže oscilovať medzi pozitívnym a negatívnym.

Na premenu jednosmerného prúdu na striedavý potrebujete samostatný menič. Preto vždy nájdete solárny panel pripojený k meniču.

Obmedzenie

Solárne panely nepoužívajú na výrobu elektriny žiadne primárne palivo. Preto sú čistou energiou. Hoci sú počiatočné náklady na inštaláciu solárneho panelu vysoké, každým rokom sa znižujú.

Na solárne panely sa však nemôžete úplne spoľahnúť, pretože sú závislé od variabilného príkonu energie – slnka. Počas zamračených dní alebo v noci musia používatelia solárnych panelov používať batérie alebo elektrinu zo siete.

Ako fungujú solárne panely s umelým svetlom?

Solárne panely pri umelom osvetlení nevyrobia toľko elektriny ako pri slnečnom. Počet fotónov v umelom svetle je oveľa menší ako počet fotónov na Slnku. Solárny panel však dokáže v malých množstvách vyrábať elektrinu z umelého svetla.

Vedecké vysvetlenie

Technicky môže solárny panel vyrábať energiu svojimi kremíkmi pomocou fotónov svetla, ktorých vlnová dĺžka sa pohybuje od 300 nm do 1 200 nm.

Ak si zoberiete umelý zdroj svetla ako žiarovku, nájdete v nej vlnové dĺžky 300 nm až 380 nm. Takže logicky neexistuje žiadna prekážka, aby solárny panel vyrábal elektrinu z umelého svetla.

Typ solárneho panelu

Ďalším faktorom účinnosti solárneho panelu na výrobu elektriny z umelého svetla je typ panelu. Rôzne typy solárnych panelov majú rôzne kapacity na výrobu energie z umelého svetla.

V závislosti od technológie solárneho panelu vyrábajú rôzne množstvá elektriny. Monokryštalické, polykryštalické. Kadmium Tellurium, CiGS – sú niektoré z technológií, ktoré solárne panely využívajú na výrobu elektriny.

Aké umelé svetlá sú dobré pre solárne panely na výrobu elektriny?

Medzi všetkými umelými svetlami laboratórny výskum identifikoval žiarovky ako najefektívnejšie na výrobu elektriny pomocou solárneho panelu.

Niektoré ďalšie umelé svetlá však boli tiež produktívnym vstupom pre solárny panel. Ale množstvo elektriny, ktoré vyrobili, bolo zanedbateľné.

Žiarovky

Žiarovky sú najstaršou formou umelého svetla. Majú v sebe svietiace drôtené vlákna. Tento typ svetla sa ukázal ako najúčinnejší pri výrobe elektriny zo solárneho panelu. Elektrický výkon zo žiaroviek sa však líši aj pri solárnych paneloch s rôznymi technológiami.

Solárne panely s monokryštalickou technológiou dokázali vyrobiť maximum elektriny zo žiaroviek. Druhou najlepšou technológiou solárnych panelov pre prácu so žiarovkami je polykryštalická a CIGS technológia.

Fluorescenčné

Na výrobu elektriny zo solárneho panelu môžete použiť aj fluorescenčné svetlo. Na trhu je dostupných 12 druhov žiariviek. Plyny nabité elektrinou sa používajú najmä na výrobu svetla. Cieľom tejto technológie je vytvoriť nízkopásmové svetelné spektrum.

Žiarivky však nie sú veľmi účinné pri výrobe elektriny zo solárneho panelu. Pretože rozsah vlnových dĺžok produkovaných fluorescenčným svetlom nie je dostatočný na využitie maximálnej kapacity solárneho panelu.

ICE

LED žiarovky využívajú na výrobu svetla svetelné diódy (LED). V porovnaní s klasickými žiarovkami a žiarivkami sú LED žiarovky energeticky účinnejšie. Pokiaľ však ide o výrobu elektriny pomocou solárneho panelu, LED svetlá nie sú také účinné ako klasické žiarovky.

Laboratórny výskum ukazuje, že LED svetlá dokážu vyrobiť malé množstvo elektriny pomocou solárneho panelu s kremíkovou technológiou. Časť energie však dokážu vyrobiť solárnymi panelmi s technológiou GaAs a CdTe.

Ktorý solárny panel produkuje viac elektriny pri umelom osvetlení?

Kapacita výroby elektriny pre solárny panel závisí aj od typu technológie, ktorú používa. Tu som diskutoval o rôznych solárnych paneloch a ich schopnosti vyrábať elektrinu pomocou umelého svetla.

Monokryštalické kremíkové panely

Články monokryštalickej kremíkovej dosky sú vyrobené z jediného kryštálu kremíka. Dosku z monokryštalického kremíka spoznáte podľa čierneho povrchu.

Monokryštalické kremíkové panely môžu produkovať najväčšie množstvo elektriny z umelého svetla, ak sú napájané žiarovkami.

Dosky z polykryštalického kremíka

Polykryštalické kremíkové panely sú najobľúbenejšie solárne panely. Majú viac kremíkových kryštálov na výrobu elektriny. Farba povrchu tohto solárneho panelu je modrá.

Na výrobu energie zo slnečného žiarenia sú najúčinnejšie solárne panely s technológiou polykryštalického kremíka. Nedokážu však vyrobiť energiu z umelého svetla v takom množstve ako monokryštalický kremíkový plátok.

Tenkovrstvové solárne panely

Tenkovrstvové solárne panely vznikajú nanesením jednej alebo viacerých tenkých vrstiev fotovoltaického materiálu na sklo, plast alebo kov.

Tento typ solárnych panelov má však malú schopnosť generovať energiu z umelého svetla. Zaostávajú aj vo výrobe elektriny zo slnečného žiarenia.

Záver

Teraz už poznáte odpoveď na to, či solárne panely dokážu pracovať s umelým svetlom. Používanie umelého svetla na výrobu elektriny zo solárneho panelu však nie je udržateľný nápad. Pretože samotné umelé svetlá spotrebúvajú elektrinu. Nemá teda veľký zmysel používať umelé svetlo na výrobu elektriny.