Tartalom
A napelem egy akkumulátort tölthet természetes napfényből vagy mesterséges megvilágításból, mint például izzólámpa. A napelem nagyjából azonos módon reagál bármelyik fényre; használhat izzólámpát egy napelemmel az óra vagy a számológép akkumulátorának feltöltésére, feltéve, hogy a fény elég fényes. A cella a fény hullámhossztartományát elektromos energiává alakítja; mind a napfény, mind az izzólámpa tartalmazza ezeket a hullámhosszakat, így a napelem mindkét forrásból tölti az akkumulátort.
Izzó Vs. Solar Spectrum
Az izzólámpák, a Nap és az összes többi fényforrás azt állítják elő, amit a tudósok „spektrumnak” hívnak - a fényhullámhosszok terjedését, beleértve a hosszú infravörös hullámokat, a látható fényt, a rövid ultraibolya hullámokat és a röntgen sugarait. Minden forrás sajátos spektrummintázattal rendelkezik; például a Nap bőséges mennyiségű ultraibolya termelő, míg az izzólámpa nagyon kevés energiát termel. A napelem különböző módon reagál a fény hullámhosszaira, egyes hullámhosszokat villamos energiává alakítva, miközben mások figyelmen kívül hagyja. A sejt nagyjából megegyezik a Nap spektrumával; feldolgozza a látható fény színeit, de nem tudja használni a leghosszabb infravörös hullámokat. Mivel az izzólámpák spektruma közel áll a Nap fénysugárához, a napelemnek nincs probléma a fénnyel történő futás során.
Energia a fényből
Spektrális tulajdonságai mellett a napsütéses napon a napenergia kb. 1000 W / négyzetméter a Föld felszínén. Egy tipikus napelem azonban ennek csak egy apró részét kapja, mivel mérete csak néhány négyzetcentiméter. A szokásos izzólámpa teljesítménye 40–100 watt, és az energia legnagyobb része a leghosszabb infravörös hullámhosszon működik. Ha néhány centiméter távolságra tart egy napelemet egy izzótól, akkor hasonló mennyiségű fényt kap, mint a Napból; bár a Nap messze hatalmasabb, az izzólámpa közeli távolsága miatt kisebb a teljesítménye.
Távolság, idő és feszültség
A napelem által az izzólámpából vett energia a távolsággal gyorsan csökken. Minél kevesebb fény esik a napelemre, annál gyengébb a teljesítménye, így hosszabb ideig tart az akkumulátor feltöltése. Ha a cella feszültsége alacsonyabb, mint egy minimális küszöbérték, lehetetlenné válik az akkumulátor feltöltése; például egy 12 voltos akkumulátornak 12,9 voltra van szüksége a töltéshez. Mindaddig, amíg a fény erősen ragyog egy napelemen, a feszültség nem jelent problémát.
Hatékonyság
A napelem jól működik akár a napfénytől, akár egy izzólámpától. A villanykörték villamos energiájának azonban valahol származnia kell, például egy földgázzal vagy atomenergiával működő erőműben - ami pénzbe kerül. A napfény viszont szabadon vehető fel. Bár a napelem működtetése mesterséges fénnyel jól működik, ésszerűbb a napfény használata.