Alcune persone si divertono a cuocere i biscotti nel forno, alcune persone si divertono a cucinare da sé nel cortile sul retro. Anche se i pomeriggi del sabato pomeriggio adorati dal sole sono l';esperienza più diretta che molti di noi ottengono con l';energia del sole, conosciamo istintivamente il sole che il sole è essenziale per la vita. Si scopre che è anche essenziale per quasi ogni tipo di energia che si possa pensare.
L';energia solare è gratuita e inesauribile, ed è stata per i 5 miliardi di anni circa in cui il pianeta è esistito. Nel senso più ampio, l';energia solare supporta tutta la vita sulla terra ed è la base per quasi ogni forma di energia che usiamo.
Come funzionano le celle solari?
1) Il sole fa crescere le piante, che vengono bruciate come combustibile o marciscono nelle paludi e vengono compresse nel sottosuolo per milioni di anni per diventare carbone e petrolio.
2) Il calore del sole provoca differenze di temperatura tra le aree, causando il soffio del vento.
3) L';acqua evapora a causa del sole, cade su altitudini elevate e precipita giù verso il mare, facendo girare le turbine mentre passa.
Ma il termine :energia solare: di solito si riferisce a modi in cui l';energia solare può essere utilizzata come calore, illuminazione ed elettricità.
Un semplice, ovvio uso della luce solare è quello di illuminare i nostri edifici. Il sole può anche influire sui costi di riscaldamento e raffreddamento di un edificio: se progettato correttamente, un edificio può catturare il calore del sole in inverno e rigettarlo in estate, mentre utilizza la luce solare tutto l';anno per l';illuminazione. Con l';eccezione di quel ragazzo nelle viscere del reparto contabilità di Grinning Planet che sembra prosperare su luci tremolanti fluorescenti, la maggior parte di noi preferisce la luce naturale.
Oltre a utilizzare le caratteristiche del design per massimizzare l';uso del sole, alcuni edifici dispongono di sistemi attivi per raccogliere e immagazzinare l';energia solare. I collettori solari siedono sui tetti degli edifici per raccogliere l';energia solare per il riscaldamento degli ambienti, il riscaldamento dell';acqua e il raffreddamento degli spazi. La maggior parte dei collettori solari sono grandi scatole piatte, dipinte di nero all';interno, con coperture di vetro. Nel design più comune, i tubi nella scatola trasportano liquidi che prendono il calore dalla scatola e lo portano nell';edificio. Questo liquido riscaldato, solitamente una miscela di acqua e alcol per prevenire il congelamento invernale, viene utilizzato per riscaldare l';acqua in un serbatoio o viene immesso attraverso i radiatori per riscaldare l';aria.
Stranamente, a causa dell';effetto rinfrescante che l';aria umida ha quando evapora, il calore solare può anche guidare un sistema di raffreddamento. Tali sistemi sono attualmente al lavoro in climi umidi del sud-est, come quello della Florida.
Usando specchi e lenti per concentrare i raggi del sole, i sistemi solari termici producono alte temperature che possono essere utilizzate per riscaldare l';acqua per produrre un';immagine di un sistema di energia solare a vapore per guidare una turbina elettrica o per applicazioni industriali, come l';acqua bollente a sterilizzare lattine per zuppe.
I concentratori solari sono disponibili in tre modelli principali: vaschette paraboliche, piatti parabolici e ricevitori centrali. Il più comune è parabolico: specchi lunghi e curvi che concentrano la luce del sole su un liquido all';interno di un tubo che corre parallelo allo specchio. I concentratori di piatti parabolici e i ricevitori centrali possono produrre temperature molto più elevate e produrre energia elettrica in modo più efficiente, ma sono più complicati e non sono di uso comune.
Nel 1839, lo scienziato francese Edmund Becquerel scoprì che certi materiali emanavano una scintilla di elettricità quando venivano colpiti dalla luce del sole. Le celle solari funzionano perché il substrato di silicio ha una presa debole sui suoi elettroni. Le celle sono costituite da due strati di silicio, uno con troppi elettroni (lo strato n) e uno con troppo pochi (lo strato p). Quando la luce colpisce il primo strato, gli elettroni vengono rilasciati. Mentre fluiscono verso lo strato con troppo pochi elettroni, passano attraverso un circuito elettrico, la cui corrente può essere utilizzata per alimentare apparecchiature e dispositivi.
Negli anni ';70, un serio sforzo iniziò a produrre pannelli fotovoltaici in grado di fornire energia solare più economica. Sperimentando nuovi materiali e tecniche di produzione, i produttori di energia solare riducono rapidamente i costi per le celle solari, come mostra il grafico seguente.
Oggi molti pannelli solari sono utilizzati per alimentare trasmettitori di telefoni cellulari, segnaletica stradale e pompe per l';acqua, oltre a milioni di orologi e calcolatori solari. Ma la maggior parte del mercato dell';energia solare è concentrata nelle case off-grid, nei villaggi dei paesi in via di sviluppo e nelle case di vacanza dei paesi industriali. Le nazioni in via di sviluppo considerano il fotovoltaico come un modo per evitare di costruire lunghe e costose linee elettriche verso aree remote.
Recentemente, anche i servizi pubblici nei paesi sviluppati hanno collegato il fotovoltaico alle loro reti elettriche. In alcune località, è meno costoso e politicamente difficile installare pannelli solari distribuiti piuttosto che aggiornare il sistema di trasmissione e distribuzione necessario per soddisfare la crescente domanda di elettricità.
Questo approccio di generazione distribuita fornisce un nuovo modello per i sistemi di utilità del futuro. Piccoli generatori, sparsi in una città e il disegno di un pannello solare controllato da computer, potrebbe sostituire il grande carbone e le centrali nucleari che ora dominano.
Mentre il costo dei sistemi fotovoltaici continua a diminuire, troveranno nicchie sempre più grandi. Nessun altro generatore elettrico è facile da installare o mantenere. Anche tra i vari tipi di energia rinnovabile, il fotovoltaico ha un grande potenziale. Le celle sono fatte di silicio, uno dei materiali più abbondanti sulla terra, e attingono energia dal sole eterno, quindi non si imbatteranno mai nel problema della scarsità di combustibile. Mentre i prezzi del fotovoltaico continuano a scendere, l';energia solare diventerà una fonte significativa di energia elettrica nel 21 ° secolo.
Ora facciamo una pausa per ricordare il nostro caro surfato zio Sandy, che una volta ha iniziato un referendum a Beach City per annettere :il calore del sole e tutte le onde nodose:. Sospettiamo che tutti quegli anni di luce solare che colpiscono la sua testa debbano aver liberato alcuni elettroni cranici.