Scurt istoric al panoului solar
Panoul solar este un ansamblu de celule solare. Celula solara (numita si celula fotovoltaica) este un dispozitiv electric ce converteste lumina solara direct în energie electrica printr-un fenomen numit efectul fotovoltaic.
Celula este formata din doua sau mai multe straturi de material semiconductor, unul dintre cele mai des folosite fiind siliciul. Aceste straturi sunt dopate cu anumite elemente chimice pentru a forma jonctiuni, structura similara cu cea a unei diode. Stratul de siliciu expus la lumina produce o ”agitatie” a electronilor si astfel se genereaza curent electric.
Înca din Grecia Antica se stia ca se poate canaliza energia solara, grecii orientând razele soarelui cu ajutorul oglinzilor pentru a îndeparta flota romana în 212 î.Hr. Tot grecii au folosit energia soarelui în scopuri pasnice aprinzând flacara olimpica.
Efectul fotovoltaic a fost demonstrat pentru prima data într-un experiment realizat de fizicianul francez Alexander Edmond Becquerel. Francezul avea doar 19 ani în 1839, când a construit prima celula fotovoltaica din lume. Totusi, prima celula solara în stare solida a fost creata de Charles Fritts în 1883. Acesta a acoperit materialul semiconductor de seleniu cu un strat foarte subtire de aur pentru a forma jonctiunile, dispozitivul având o eficienta de doar 1%.
Albert Einstein explica efectul fotoelectric în 1905 pentru care primeste Premiul Nobel pentru Fizica în 1921. Russell Ohl breveteaza celula solara cu jonctiune semiconductoare moderna în anul 1946, descoperita în timp ce lucra la diverse cercetari ce au dus ulterior la inventarea tranzistorului.
Prima celula fotovoltaica a fost dezvoltata în anul 1954 în Laboratoarele Bell de catre Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller si Gerald Pearson. Jonctiunile semiconductoare de silicon au ajuns la o eficienta de 6% în comparatie cu cele de seleniu care ajungeau cu greu la 0,5%. Les Hoffman îmbunatateste eficienta celulelor solare, în anul 1960 ajungând la 14%. În septembrie 2013, celula solara ajunge la o eficienta record de 44,7% într-o demonstratie realizata de germanii de la Institutul pentru Sisteme de Energie Solara Fraunhofer.
Un ansamblu de mai multe celule fotovoltaice, toate orientate spre acelasi plan, formeaza un panou solar. La începutul panourilor solare, energia electrica produsa era mult prea scumpa pentru a putea fi comercializata, dar cu ultimele îmbunatatiri si cu celule mai mari aplicate panourilor solare, energia produsa a ajuns la o suma considerabil de mica, egalând energia produsa de celelalte centrale electrice, pretul ajungând la 0,62 $/watt în 2012 si se asteapta ca preturile sa scada si mai mult în anii urmatori.
Panourile solare se folosesc în mai multe domenii unde se doreste economisirea de buget. Chiar daca investitia la început este mai mare, panourile solare aduc un beneficiu pe termen lung. Dupa criza globala vânzarile au scazut, dar panourile solare castiga popularitate în detrimentul centralelor electrice, acest lucru fiind un avantaj pentru atmosfera planetei.
Cum transforma panoul solar lumina in electricitate?
Legaturile dintre atomii de siliciu ce formeaza celulele solare ale panourilor solare sunt create de electroni ce se misca între mai multi atomi. Fotonii veniti de la soare sunt absorbiti de electroni, iar unii dintre electroni sunt excitati si se muta pe o alta orbita (nivel energetic); în consecinta, electronii obtin o oarecare independenta în miscarea lor în interiorul cristalului de siliciu, dând astfel nastere, prin miscare, curentului electric. Panourile solare nu au atins înca pragul critic al eficientei, dar cercetarile in domeniu sunt intense si viitorul suna bine…
