Zdi se, da je bila sončna celica nazadnje trdno povezana z vesoljskimi plovili, orbitalnimi postajami in moonstoni.In zdaj je v kateri koli kalkulatorju mogoče zaznati napravo, ki lahko prejema elektriko iz svetlobe.Poleg tega so v državah z bogatimi sončnimi poleti in blagimi zimami v sončnih državah (znanstveniki jih imenujejo "države z visoko osončenostjo"), kot so Italija, Španija, Portugalska, južne države ZDA itd.Sončna energija jeIzrazit ekonomski element za oskrbo z električno energijo in toploto. In ta prihranki nastanejo na zasebni pobudi državljanov in v obliki obveznega izvajanja državnih predpisov, kot je v Španiji.
Sončna energija lahko reši energetski problem celotnega sveta
Poskusi, da bi energija sonca naredila človeštvo za dolgo časa, je tako po legendi Arhimed požgal rimsko floto,ker je naročilo, da se veliko ogledal (v drugi različici - brušeni ščitniki) osredotoči na sončno svetlobo na jadra rimskih galij.Toda opazni rezultati poskusa podrediti energijo sonca so bili podani šele v zadnjem stoletju.Kakšni so načini uporabe sončne energije?
Kako dobiti elektriko
Najbolj očiten način je pretvoriti svetlobno energijo sonca v toploto.Strogo gledano, transformacij ni mogoče poimenovati, ker sta svetloba in toplota enake narave in se razlikujeta le po frekvenci, zato je pravilneje govoriti o zbiranju toplote.Za zbiranje sončne toplotne naprave, ki se imenujejo - sončni kolektorji("Zbiralec" dobesedno pomeni sestavljalec). Načelo njihovega delovanja je izjemno preprosto - hladilno sredstvo (voda, manj zraka) se segreje v radiatorju iz materiala, ki absorbira toploto. Takšne naprave se pogosto uporabljajo za oskrbo s toplo vodo v zasebnih domovih.
Še en zanimiv način uporabe energije najbližje svetlobe je po naravi. Za milijone let evolucije so se rastline naučile pretvoriti sončno energijo v energijo kemičnih vezi, ki sintetizirajo kompleksne spojine - glukozo iz preprostih snovi. Tisti, ki ni hodil v šolo pri botaniki, je seveda spoznal, da gre za fotosintezo. Toda vsi niso razmišljali o energetskem bistvu tega procesa, ki je sestavljen samo iz kopičenja sončne energije in njene nadaljnje uporabe (tudi pozimi) za osebne namene. To je bioenergija. Prava, ne tista, ki pripoveduje domače čarovnike. Način uporabe sončne energije na tem principu dela še vedno čaka na njegovo uporabo v umetni tehniki.
Postopek zbiranja toplotne energije poteka v zbiralnikih
.Kot je navedeno zgoraj, je najlažje porabiti energijo za zasebne namene sonca zbiranje toplotne energije. Vendar pa "najpreprostejši" ne pomeni vedno "najboljši". Dejstvo je, da je toplotna energija, lahko rečemo, pokvarljiv izdelek. Poskusite "ohraniti" toploto ali jo prenesti na dolge razdalje. Najverjetneje bodo stroški blokirali vse možne koristi.Najbolj primeren za skladiščenje in prevozvrsta energije je električna energija.Lahko se zbere brez težav v baterijah ali prenese z žico na mesto, kjer bo deloval, z minimalnimi izgubami. Zato je tretja, najbolj razširjena uporaba sončne svetlobe - njeno preoblikovanje v električno energijo.
Kako deluje
Transformacija sončne svetlobe se pojavi v baterijah (to je zaporedno povezanih skupinah) fotocelic, ki so se učile imena "sončni kolektorji". S kakšnim načelom delujejo sončni kolektorji?
Proces preoblikovanja sončne svetlobe
Srce fotocelice je silicijev kristal.S silicijem (natančneje njegovimi oksidi) se srečujemo vsak dan - to je znan pesek. Tako lahko rečemo, da je silicijev kristal ogromen peščenjak, ki se goji v laboratoriju. Kristali so oblikovani kot kocka in narezani na platino v debelini dvesto mikronov (približno tri do štiri debeline človeških las).
Na silicijevi plošči na eni strani nanesemo tanko plast fosforja, na drugi strani pa najtanjši sloj bora. Kjer je silicij v stiku z borom, je presežek prostih elektronov in kjer so silicijevi stiki s fosforjem, nasprotno, elektroni so v pomanjkanju, nastanejo tako imenovane "luknje". Sklop okolij s presežkom in pomanjkanjem elektronov se v fiziki imenuje p-n prehod. Fotoni svetlobe bombardirajo površino plošče in izločijo odvečne elektrone fosforja do manjkajočih elektronov bora. Uredno gibanje elektronov je električni tok. Ostaja samo, da ga "zbere", ko je šel skozipločevinaste pločevine. Tako je načeloma prisotna silicijeva fotocelica.
Plošča fotocelice
Moč ene plošče-fotocelice je dovolj skromna, dovolj je, da žarnica žepne svetilke deluje. Zato se posamezni elementi zbirajo v akumulatorskem sistemu. Teoretično je mogoče iz baterij sestaviti baterijo poljubne zmogljivosti. Baterija je zložena na kovinsko podlago, ojačana za povečanje moči in prekrita s steklom. Pomembno je, da se sončna baterija spremeni v električno energijo, ki ni le vidna, temveč tudi ultravijolični del sončnega spektra, zato mora steklo, ki prekriva baterijo, nujno preiti skozi ultravijolično svetlobo.
Pomembna prednost sončne celice je, da uporablja svetlobo namesto toplote, zato lahko sončna baterija v nasprotju s kolektorjem deluje pozimi, če le oblaki ne pokrivajo sončne svetlobe.Obstajajo projekti za izgradnjo ogromnih solarnih nizov na Arktiki in Antarktiki, ki bodo kopičili energijo v polletnem polarnem dnevu, ki se na severu pojavlja poleti, na jugu pa pozimi, tj.
Vse to je dolgoročno, toda za izkoriščanje lastnosti sončne baterije je mogoče danes, opremiti svoje stanovanje z miniaturno sončno elektrarno. Takšna postaja verjetno ne bo mogla v celoti zadostiti potrebam gospodarstva za električno energijo, vendar bo nedvomno postala občutljiv dejavnik pri varčevanju družinskega proračuna.
