E cellule solari sò dispusitivi non meccanichi chì utilizanu semiconduttori per cunvertisce direttamente a luce solare in elettricità per via di l'effettu fotovoltaicu. Intuitivamente, a ghjente puderia pensà chì e cellule solari prosperanu sottu à a luce solare intensa, ma hè veramente cusì?
L'umanità hà utilizatu dapoi tantu tempu l'energia solare, cù trè modi principali per cunvertisce la: a cunversione fotovoltaica, a cunversione fototermica è a cunversione fotochimica. A generazione di energia fotovoltaica (PV), chì cunverte a luce solare in elettricità, hè unu di l'usi più efficienti di l'energia solare.
L'effettu fotovoltaicu hè statu osservatu per a prima volta in u 1839 da u scientistu francese Edmond Becquerel, è si riferisce à a generazione di un putenziale elettricu quandu a luce tocca un semiconduttore. Più tardi, Einstein hà spiegatu questu effettu aduprendu a teoria quantica di a luce, chì li hà vintu u Premiu Nobel di Fisica in u 1921.
À u cuntrariu di l'effettu fotoelettricu, chì si verifica quandu a luce tocca un unicu cunduttore, l'effettu fotovoltaicu si verifica à u cunfine trà duie piastre semiconduttori. Quandu sò cunnesse da un filu, stu cunfine crea un campu elettricu, chì permette à a corrente di scorrere.
Dunque, cumu e cellule solare trasformanu a luce solare in elettricità? A luce solare hè un largu spettru di radiazione elettromagnetica. Quandu tocca una cellula solare, a radiazione pò esse riflessa, assorbita o attraversata. Solu a radiazione assorbita hè cunvertita in energia elettrica.
Per i semiconduttori à basa di siliciu, hè necessaria una energia di 1,11 elettroni volt (eV) per staccà un elettrone da u so atomu. Solu i fotoni cù una energia superiore à sta soglia ponu generà elettricità. Tuttavia, l'energia in eccessu da i fotoni di più alta energia hè persa cum'è calore, cuntribuendu à u riscaldamentu di u pannellu solare, chì pò elevà a so temperatura sopra à l'aria ambiente.
Contrariamente à a credenza pupulare, e cellule solari à basa di siliciu preferiscenu in realtà ambienti più freschi, ancu s'elli anu sempre bisognu di luce solare. Quandu e temperature aumentanu, i pannelli solari producenu menu energia, malgradu ricevenu a stessa quantità di luce solare.
E temperature elevate riducenu principalmente a tensione à circuitu apertu (a tensione quandu ùn ci hè micca corrente), ancu s'è a corrente di cortu circuitu (a corrente quandu a cellula hè in cortu circuitu) ferma relativamente stabile. Ciò significa chì e temperature più alte portanu à una efficienza più bassa è à una putenza di uscita ridotta.
E cellule solari sò tipicamente testate à una temperatura standard di 25 °C (77 °F). Quandu a temperatura di u pannellu righjunghji 60 °C (140 °F) o più, a so putenza diminuisce significativamente. Per ogni aumentu di gradu di temperatura, a corrente di cortocircuitu aumenta solu di 0,04%, mentre chì a tensione à circuitu apertu diminuisce di 0,4%.
Ancu s'è l'efficienza diminuisce d'estate, l'abbundanza di luce solare durante sta stagione si traduce sempre in una pruduzzione generale d'energia più alta paragunata à altre stagioni.
Cumu Raffreddà i Pannelli Solari
Cum'è l'altri dispusitivi elettronichi, i pannelli solari funzionanu megliu à temperature più fresche. Siccomu si basanu nantu à a luce solare piuttostu chè nantu à u calore per l'energia, funzionanu megliu in cundizioni luminose ma fresche.
Per rinfriscà i pannelli solari durante l'estate, duvemu mette una ombra ? Benintesa micca ! Bluccà a luce solare annullerebbe u scopu di un pannellu solare. Chì ne dici di l'applicazione di crema solare ? Innò, l'applicazione di barriere fisiche riducerebbe l'assorbimentu di a luce, è i metudi chimichi ùn aiuterebbenu micca à calà a temperatura.
Per i pannelli solari di i tetti, a ventilazione naturale hè un modu efficace è ecunomicu per rinfriscà li. L'installazione di i pannelli cù un spaziu trà elli è u tettu permette à l'aria di circulà è di rinfriscà i pannelli. Tuttavia, hè impurtante di mantene e foglie è i detriti fora di u spaziu per mantene u flussu d'aria è impedisce u surriscaldamentu.
I circadori anu ancu studiatu diversi metudi di raffreddamentu per migliurà l'efficienza di i pannelli solari. In più di a ventilazione naturale, sò stati esplorati u raffreddamentu à aria furzata è u raffreddamentu fotovoltaicu-termicu (PVT), chì offrenu preziose informazioni nantu à a riduzione di e temperature di i pannelli è l'aumentu di a pruduzzione energetica.
Mentre e cellule solari, l'emissarii di l'energia pulita, cuntinueghjanu à integrà si in e nostre vite, portanu cun elli una nova onda di suluzioni à bassu carbone è rispettuose di l'ambiente.
