Ogniwa, panele, kolektory słoneczne - kilka informacji

taiczne. Montaż na dachu czy w najbliższym otoczeniu domu takich instalacji jest bardzo ciekawym i korzystnym dla właściciela pomysłem na wykorzystanie energii Słońca. W związku z tym, że coraz więcej energii jest produkowane w te

Ogniwa, panele, kolektory słoneczne - kilka informacji

Produkcja energii elektrycznej w oparciu o Słońce

Bardzo dobrym pomysłem na wykorzystanie energii docierającej do nas wraz z promieniami słonecznymi są instalacje fotowoltaiczne. Montaż na dachu czy w najbliższym otoczeniu domu takich instalacji jest bardzo ciekawym i korzystnym dla właściciela pomysłem na wykorzystanie energii Słońca. W związku z tym, że coraz więcej energii jest produkowane w ten sposób możemy nie tylko tworzyć prąd w całkowitej harmonii ze środowiskiem, ale także obniżyć swoje wydatki na energię elektryczną. Na pewno, jeśli istnieją takie możliwości, warto zdecydować się na montaż instalacji pobierających energię ze Słońca. Dzięki temu nie tylko nasze rachunki się obniżą, ale także będziemy produkować energię w sposób zgodny z naszym otoczeniem i najlepszy w naszych warunkach geograficznych.


Warto wiedzieć

Zaproponowane przez Alberta Einsteina wyjaśnienie zjawiska i jego opis matematyczny oparte jest na założeniu, że energia wiązki światła pochłaniana jest w postaci porcji (kwantów) równych \displaystyle h\nu h\nu , gdzie h jest stałą Plancka, a \displaystyle \nu \nu oznacza częstotliwość fali. Kwant promieniowania pochłaniany jest przy tym w całości. Einstein założył dalej, że usunięcie elektronu z powierzchni metalu (substancji) wymaga pewnej pracy zwanej pracą wyjścia, która jest wielkością charakteryzującą daną substancję (stałą materiałową). Pozostała energia unoszona jest przez emitowany elektron. Z tych rozważań wynika wzór:

\displaystyle h\nu =W+E_k \displaystyle h\nu =W+E_k
gdzie:

h ? stała Plancka;
? ? częstotliwość padającego fotonu;
W ? praca wyjścia;
Ek ? maksymalna energia kinetyczna emitowanych elektronów.
Hipoteza kwantów wyjaśnia, dlaczego energia fotoelektronów jest zależna od częstości światła, oraz że poniżej pewnej częstotliwości światła zjawisko fotoelektryczne nie zachodzi. Einstein opublikował swoją pracę, w której wyjaśnił zjawisko fotoelektryczne, w Annalen der Physik w 1905 r.

Otrzymane równanie zostało potwierdzone doświadczalnie przez Millikana. Millikan był zagorzałym przeciwnikiem koncepcji Einsteina i przez 10 lat eksperymentował próbując ją obalić. Paradoksalnie, jego doświadczenia stały się koronnym dowodem słuszności kwantowej natury światła. Co więcej, precyzyjne pomiary Millikana umożliwiły bardzo dokładne wyznaczenie stałej Plancka. Równanie opisujące zależności energetyczne w fotoefekcie nazywane bywa równaniem Millikana-Einsteina.

W 1921 roku Einstein uzyskał Nagrodę Nobla, za specjalne osiągnięcia w dziedzinie fizyki, w szczególności za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego (teoria względności nie była wtedy jeszcze wystarczająco poparta obserwacjami).

Idea kwantu energii została zapożyczona przez Einsteina z prac Plancka dotyczących wyjaśnienia zjawiska promieniowania ciała doskonale czarnego.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_fotoelektryczny#Obja.C5.9Bnienie_zjawiska


Czy wiesz co to jest promieniowanie słoneczne?

Do górnych warstw atmosfery Ziemi dociera promieniowanie słoneczne o natężeniu napromieniowania 1366,1 W/m? (patrz stała słoneczna). Oznacza to, że całkowita moc docierająca do atmosfery wynosi około 174 petawatów. Około 30% tej mocy jest odbijane natychmiast w kosmos, a kolejne 20% jest pochłaniane przez atmosferę78. Do powierzchni Ziemi dociera około 89 petawatów, co oznacza średnio około 180 W/m?8. Moc ta nie jest rozmieszczona równomiernie: obszar oświetlony światłem padającym prostopadle z góry może otrzymać do 1000 W/m?, natomiast obszary, na których trwa noc, nie otrzymują bezpośrednio nic. Po uśrednieniu cyklu dobowego i rocznego najwięcej energii otrzymują obszary przy równiku, a najmniej obszary okołobiegunowe. Sumaryczna energia, jaka dociera do powierzchni poziomej w ciągu całego roku, wynosi od 600 kWh/(m?*rok) w krajach skandynawskich do ponad 2500 kWh/m?/rok w centralnej Afryce9. W Polsce wynosi około 1100 kWh/(m?*rok)10.

Z 89 petawatów docierających do powierzchni, około 0,1% jest wykorzystywane przez rośliny w procesie fotosyntezy11. Zmagazynowana w ten sposób energia jest źródłem zarówno żywności, jak i paliw kopalnych. Całkowita moc wykorzystywana przez ludzi stanowi około 18 terawatów, czyli około 0,02% mocy promieniowania słonecznego. Szacuje się, że wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego zawierają łącznie około 430 ZJ energii, co odpowiada energii jaka dociera ze Słońca do Ziemi w ciągu 56 dni6.

Cała energia promieniowania słonecznego pochłonięta przez Ziemię, również ta wykorzystana w jakikolwiek sposób przez rośliny i zwierzęta, przekształca się w ciepło, a następnie jest emitowana w postaci promieniowania podczerwonego w kosmos.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Energetyka_s%C5%82oneczna#Promieniowanie_s.C5.82oneczne