Tartalom
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a napelemek fotovoltaikus elemeket használnak villamos energia előállítására. A fosszilis tüzelőanyagokkal ellentétben a napenergia fokozatosan megújuló energiaforrás. Végül a fosszilis tüzelőanyagok, egy nem megújuló energiaforrás, kimerülnek, és a világnak megújuló energiaforrások felé kell fordulnia, mint például a napenergia és a szélenergia. Az új napenergia-technológiák fejlődésével a napelemek költségei csökkennek, miközben hatékonyságuk növekszik. A napelemek képesek a napfényt közvetlenül elektromos energiává alakítani.
Funkció
Amikor az Amerikai Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a napból származó fotonok fotovoltaikus cellát ütnek fel, az elektronok szabadulnak fel a fotovoltaikus cellából. Ezek az elektronok a fényelektromos elem felülete felé haladnak, ami kiegyenlítetlenséget okoz a cell hátulja és az elülső felület között. Ez olyan potenciálfeszültséget hoz létre, amely hasonló az akkumulátor szemben lévő végeivel. Ha ezt a két felületet külső terhelés, például készülék csatlakoztatja, villamos energia jön létre.
Méret
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint az egyáramú cellák átmérője 0,5–4 hüvelyk lehet.
hátrányok
A napelemek elektromos áram előállításához való hátránya, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a föld felszínét eljuttató napfény mennyisége nem állandó. A nap felől a föld felszínére juttatott energia mennyisége az évszaktól, a napi időtől és az időjárási viszonyoktól függ. A napenergiát nehéz tárolni, ami újabb kihívást jelent. További hátrány, hogy a napelemek nagy területeit be kell építeni, hogy jelentős mennyiségű energiát gyűjtsenek.
Előnyök
A napelemek villamosenergia-előállításhoz történő felhasználásának egyik előnye, hogy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint az elektromos áram előállításához nincs szükség nagyméretű mechanikus generátorokra. Fosszilis tüzelőanyagok használatakor nagy generátorokra van szükség. A napkollektoros rendszereket szintén könnyű gyorsan telepíteni és méretük változhat. A napelemek villamosenergia-előállításhoz történő felhasználásának fő előnye az, hogy az energiát a szén-dioxid-kibocsátás kibocsátása nélkül állítják elő.
Történelem
Az első fotovoltaikus rendszereket 1954-ben a Bell Telephone kutatók fejlesztették ki az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint. Az 1950-es évek végétől a fotovoltaikus cellákat használták a NASA űr műholdainak táplálására. Nem sokkal ezután a fotovoltaikus elemeket kis méretű tárgyak, például órák és számológépek tápellátására használták fel.
Vicces tény
A Pnas.org szerint az egy órán belül a földre eső napenergia mennyisége meghaladja az energiafogyasztást, amelyet az emberek egy év alatt fogyasztanak.