Kan solpaneler fungera med artificiellt ljus?

Solenergi är en av de mest förnybara, renaste och billigaste energikällorna som någonsin setts. I det nuvarande scenariot är det inte förvånande att i en mycket nära framtid praktiskt taget hela världen kommer att drivas på solenergi, främst på grund av hur mycket vi älskar naturliga och förnybara källor jämfört med kärnkraft eller kol. Men eftersom de behöver solljus för att generera elektricitet kan de inte fungera på molniga dagar eller på natten. Tänk om solpaneler kunde generera ström från andra ljuskällor?

Kan solpaneler fungera med artificiellt ljus? Ja, solpaneler kan fungera med artificiellt ljus, men de kan inte vara lika produktiva med artificiellt ljus som med solljus. Men bland alla typer av artificiellt ljus är glödlampor de mest effektiva för solpaneler för att generera elektricitet.

I den här artikeln diskuterade jag förmågan hos en solpanel att generera elektricitet från artificiellt ljus. Som en del av diskussionen utvecklade jag också hur solpanelen fungerar och hur produktiv den kan vara med olika artificiella ljus.

Hur fungerar solpaneler med solljus?

Solpaneler omvandlar solljus till el. När en solcell tar emot ljus skapar den en våg av elektroner. Två faktorer spelar en nyckelroll i processen. Den ena är mängden ljus och den andra är materialen som används för att göra brädan.

Mängden el en solpanel kan producera från en given mängd ljus beror på typen av solpanelsmaterial.

Fotoelektrisk effekt

Processen att omvandla ljus till energi med hjälp av en solpanel kallas den fotoelektriska effekten. Detta är motsatsen till den process som genererar ljus från elektricitet i en glödlampa.

Även om tekniken kallas Solar Power, kan den generera elektricitet från alla typer av ljus. Däremot är ljusintensiteten i solen högre. Så det är möjligt att generera el från solen snarare än från andra lampor. Återigen, solljus är tillgängligt i naturen gratis, och andra ljuskällor medför kostnader.

Fotoner av ljus

Huvudkomponenten i solsystemet är kisel. Silicon har en mängd olika applikationer. För att kisel ska generera elektricitet från ljus måste du få det att gå igenom en kemisk process.

En foton är en elementär ljuspartikel. När fotoner från ljus når solpanelens kisel börjar kislet omvandlas till energi. Det som händer är att fotoner tar bort elektroner från kiselatomer.

Och den kemiska rörelsen som orsakas av denna process skapar elektricitet. Silikonplattans volym bestämmer den slutliga uteffekten av elektricitet.

Förnybarhet

Anledningen till att solpaneler är så uppskattade är deras förnybara natur. Varje teknik för att generera el baserad på kol eller diesel kräver en kontinuerlig tillförsel av primärenergi för att generera el.

Men i en solpanel fortsätter samma silikoner att generera el dag efter dag utan att behöva förstärka.

Inverter

Men för att elektricitet ska vara användbar måste den omvandlas från likström (växelström) till växelström (växelström). Du kan inte använda likström i dina enheter eftersom de har en konstant spänning. Och elektriska apparater behöver ström som kan pendla mellan positiv och negativ.

För att omvandla likström till växelström behöver du en separat omvandlare. Det är därför du alltid kan hitta en solpanel kopplad till en inverter.

Restriktion

Solpaneler använder inte primärt bränsle för att producera el. Det är därför de är ren energi. Även om den initiala kostnaden för att installera en solpanel är hög, blir den lägre för varje år.

Du kan dock inte helt lita på solpaneler, eftersom de är beroende av en variabel energitillförsel – solen. På molniga dagar eller på natten måste användare av solpaneler använda batterier eller el från nätet.

Hur fungerar solpaneler med artificiellt ljus?

Solpaneler kommer inte att producera lika mycket el med artificiellt ljus som med solljus. Antalet fotoner i artificiellt ljus är mycket mindre än antalet fotoner i solen. En solpanel kan dock generera elektricitet från artificiellt ljus i små mängder.

Vetenskaplig förklaring

Tekniskt sett kan en solpanel producera energi med sina kisel genom att använda fotoner av ljus, vars våglängd sträcker sig från 300 nm till 1 200 nm.

Om du tar en artificiell ljuskälla som en glödlampa hittar du 300 nm till 380 nm våglängder i den. Så logiskt sett finns det inget hinder för en solpanel att generera elektricitet från artificiellt ljus.

Typ av solpanel

En annan faktor för effektiviteten hos en solpanel för att generera elektricitet från artificiellt ljus är typen av panel. Olika typer av solpaneler har olika kapacitet för att producera energi från artificiellt ljus.

Beroende på solpanelens teknik producerar de olika mängder el. Monokristallin, polykristallin. Kadmiumtellur är några av de tekniker som solpaneler använder för att producera el.

Vilka artificiella ljus är bra för solpaneler för att producera el?

Bland alla konstgjorda ljus har laboratorieforskning identifierat glödlampor som de mest effektiva för att generera elektricitet med hjälp av en solpanel.

Vissa andra artificiella ljus har dock också varit en produktiv ingång för solpanelen. Men mängden el de producerade var obetydlig.

Glödlampor

Glödlampor är den äldsta formen av artificiellt ljus. De har glödande trådtrådar i sig. Denna typ av ljus har visat sig vara den mest effektiva för att producera el från en solpanel. Men eleffekten från glödlampor varierar också med solpaneler med olika teknologier.

Solpaneler med monokristallin teknik har lyckats producera maximal el från glödlampor. Den näst bästa solpanelstekniken för glödlampsarbete är polykristallin och CIGS-teknik.

Fluorescerande

Du kan också använda fluorescerande ljus för att generera elektricitet från en solpanel. Det finns 12 typer av lysrör tillgängliga på marknaden. Gaser laddade med elektricitet används främst för att producera ljus. Denna teknik syftar till att producera ett lågbandsljusspektrum.

Men lysrör är inte särskilt effektiva för att generera el från en solpanel. Eftersom intervallet av våglängder som produceras av fluorescerande ljus inte är tillräckligt för att utnyttja solpanelens maximala kapacitet.

IS

LED-lampor använder ljusemitterande dioder (LED) för att producera ljus. Jämfört med glödlampor och lysrör är LED-lampor mer energieffektiva. Men än så länge när det gäller att generera el med hjälp av en solpanel är LED-lampor inte lika effektiva som glödlampor.

Laboratorieforskning visar att LED-lampor kan producera en liten mängd el med en solpanel med kiselteknik. Däremot kan de producera en del energi med solpaneler med GaAs- och CdTe-teknik.

Det är en högtrycksurladdningslampa som använder kvicksilver och metallhalogen för att producera ljus. Metallhalogenlampor kan också generera elektricitet från en solpanel.

Men mängden el som en solpanel kan producera med metallhalogenlampor är väldigt obetydlig. Forskning visar att de bara kan producera lite mer än 1 W/m2 el i en solpanel.

Vilken solpanel producerar mer el med artificiellt ljus?

Elproduktionskapaciteten för en solpanel beror också på vilken typ av teknik den använder. Här har jag diskuterat olika solpaneler och deras förmåga att generera el med hjälp av artificiellt ljus.

Monokristallina silikonpaneler

Monokristallina kiselpanelceller är gjorda av en enda kristall av kisel. Du kan känna igen en monokristallin silikonskiva på dess svarta yta.

Monokristallina kiselpaneler kan producera den största mängden elektricitet från artificiellt ljus om de drivs av glödlampor.

Polykristallina silikonplattor

Polykristallina kiselpaneler är de mest populära solpanelerna. De har fler kiselkristaller för att producera elektricitet. Ytfärgen på denna solpanel är blå.

Solpaneler med polykristallin kiselteknologi är de mest effektiva för att producera energi från solljus. De kan dock inte producera energi från artificiellt ljus så mycket som en monokristallin kiselskiva kan.

Tunnfilmssolpaneler

Tunnfilmssolpaneler skapas genom att en eller flera tunna filmer av solcellsmaterial appliceras på glas, plast eller metall.

Den här typen av solpaneler har dock liten förmåga att generera energi från artificiellt ljus. De ligger också efter i produktionen av el från solljus.

Slutsats

Nu vet du svaret på om solpaneler kan fungera med artificiellt ljus. Att använda artificiellt ljus för att generera el från en solpanel är dock inte en hållbar idé. Eftersom konstgjorda ljus själva förbrukar el. Så det är inte mycket meningsfullt att använda artificiellt ljus för att generera elektricitet.