Пятьдесят лет назад солнечные панели были настолько дорогими, что использовались в основном для питания космических зондов стоимостью в миллиарды долларов, и это все. Но по мере того, как панели стали дешевле — а забота об окружающей среде по поводу угля и других ископаемых видов топлива сделала возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, более привлекательными, — солнечные панели начали появляться повсюду.
Сейчас в стране установлено достаточно солнечных панелей, чтобы обеспечить электроэнергией около 11 миллионов домов. В совокупности панели производят около 1% всей электроэнергии страны. Эксперты ожидают, что эта доля резко вырастет в течение следующих 20 лет, поскольку солнечные панели станут дешевле и эффективнее преобразовывать солнечный свет в электричество. Если хотите ознакомиться с более подробным описанием работы солнечных панелей, можете перейти на вышеуказанный источник.
Фотоэлектрический эффект
Солнечные панели генерируют электрический ток, используя явление, впервые описанное более века назад французским физиком. В 1839 году Анри Беккерель заметил, что серебряные и платиновые электроды в кислотном растворе производят небольшое количество электричества при воздействии света. Эта реакция стала известна как фотоэлектрический эффект, что означает «свет в электричество».
Только в 1954 году ученые из Bell Laboratories в Мюррей-Хилле, штат Нью-Джерси, создали первый практический «солнечный элемент». Их кремниевое устройство появилось менее чем через десять лет после того, как исследователи из Bell изобрели транзистор, который сейчас является ключевым компонентом электронных устройств.
Строения солнечной панели
Современные солнечные элементы сделаны из полупроводниковых материалов, таких как кремний или теллурид кадмия. Свет, падающий на этот материал, возбуждает его электроны, давая им достаточно энергии для создания электрического тока.
Типичная солнечная панель объединяет десятки солнечных элементов в электрической цепи для выработки полезного напряжения, которое может обеспечивать питание сразу или сохраняться в батареях для последующего использования. Некоторые солнечные электростанции могут подавать электроэнергию непосредственно в электросеть.
Поскольку количество электроэнергии, производимой солнечными панелями, зависит от интенсивности света, они плохо работают в пасмурные дни и совсем не работают ночью. Распространенным решением является резервирование солнечных электростанций батареями, которые сохраняют дополнительную мощность до тех пор, пока она не понадобится позже.
Светлое будущее
Стоимость кремния, используемого во многих солнечных панелях, резко упала за последние 20 лет. В результате чего в самых солнечных частях страны коммерческая солнечная энергия сейчас так же дешева или дешевле, чем выработка энергии из ископаемого топлива.
