A nap energiája különböző módon fejeződik ki, attól függően, hogy milyen anyagokkal lép kölcsönhatásba.
A napelemeket olyan anyagokból építik, amelyek fizikailag kölcsönhatásba lépnek a napenergia bizonyos hullámhosszaival. Ez lehetővé teszi számukra a napenergia villamos energiává történő átalakítását. A napelemek így tudják elnyelni és tárolni az energiát.
Mi van a napelemben?
- A hagyományos napelemek szilíciumkristályokkal készülnek .
- A szilícium nagyon különleges anyag. Elektromos áramot hoz létre napfénnyel. Ennek az az oka, hogy az elektronok szilíciumatomot alkotnak.
- Amikor a napfény eléri a bőrt, a test atomjaiban lévő elektronok gyorsan rezegnek, így hőt termelnek. De az elektronok mást tesznek a szilíciumban. Az elektronok elkezdenek mozogni. Ez azt jelenti, hogy a nap energiája elektromos áramba kerül.
Az újabb, vékony film napelemek hasonló módon működnek. A szilícium helyett inkább
- Kadmium-tellurid (CdTe)
- Amorf szilícium (a-Si)
- Rézindium-gallium-szelenid (CIGS)
- Gallium-arzén (GaAs)
Az ezekből készült kristályok kisebbek és előállításuk olcsóbb. Pedig nem olyan jók az áramtermelésben, mint a szilícium. A vékony film napelemeket inkább kereskedelmi projektekhez, műholdakhoz és űrhajókhoz használják.
A szilícium vagy a vékony film napelemek elnyelik a nap fényét, az elektronok pedig magasabb energiaszintre ütköznek és aktivizálódnak. Amint eléri ezt a magasabb energiaszintet, rajtunk múlik, hogy megragadjuk-e és irányítjuk-e az elektromosságot.
Apró vezetékek sora létrehozza az elektromos áramot vezető „mini autópályák” hálózatát a napelemen belül. Ezek mind egy erőátalakítóhoz kötődnek . Az inverterek megváltoztatják a nyers elektromos áramot, egyenáramról váltakozó áramra. Az otthona hálózati áramellátásra van bekötve, így az inverterek lényegében felhasználhatóvá teszik az áramot.
Tárolják-e az energiát a napelemek?
Röviden, nem. Ez volt az egyik legnagyobb kihívás a napenergia-fejlesztők számára. Bár nagyszerű tiszta energiát termelni, a kevesebb napos és alacsonyabb termeléssel járó napok azt jelenthetik, hogy mindenképp be kell csatlakoznia az elektromos hálózatba.
Napelemek az extra energia tárolásához:
Az akkumulátor tárolása egy másik lehetőség a napenergia tárolására. Az olyan vállalatok, mint a Tesla , az LG és a sonnenBatterie olyan akkumulátorokat gyártanak, amelyek elérhetőbbé teszik a napenergia tárolását. Az elemek lehetőséget nyújtanak a hálózattól való nagyobb függetlenségre. Éjszaka energiát meríthet az akkumulátorából , ahelyett, hogy átállna a közüzemi energiára, ha a nap már nem süt.
Az akkumulátor biztonsági mentése áramkimaradás esetén is hasznos lehet. Egy-két napig futtathatja készülékeit és elektronikáját napelem segítségével. Ez általában elegendő idő ahhoz, hogy helyreálljon minden.