Was ist ein Solarpanel?
Ein Solarpanel ist ein Gerät, das Energie aus den Sonnenstrahlen absorbiert, entweder zur sofortigen Verwendung oder zur Speicherung. Es gibt zwei Haupttypen von Solarmodulen: Photovoltaikmodule und Solarthermiekollektoren. Photovoltaikmodule sollen die Energie der Sonne in elektrische Energie umwandeln, um Dinge wie Licht, Computer oder Autos mit Strom zu versorgen. Solarthermische Kollektoren sind so gebaut, dass sie die Sonnenenergie direkt als Wärmeenergie absorbieren. Sie werden häufig zum Erhitzen von Duschwasser oder zum Erhitzen von Wasser verwendet, das durch eine Struktur zum Erhitzen gezwungen werden kann.
Der erste Solarmodultyp, das Photovoltaikmodul, ist eine Sammlung mehrerer Solarzellen. Mehrere Solarmodule umfassen ein Solarfeld oder ein Photovoltaikfeld. Solarzellen werden aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit und Skaleneffizienz zu einem einzigen Solarmodul kombiniert. Durch die Kombination zu handlichen Panels lassen sie sich leichter transportieren und installieren, und die für ihre Verarbeitung verwendete Elektronik kann von einer Reihe verschiedener Solarzellen gemeinsam genutzt werden.
Die gebräuchlichste Art von Solarmodulen verwendet entweder kristallines Silizium in Form von Wafern oder dünne Filme, die entweder aus Silizium oder Cadmiumtellurid bestehen. Wenn Licht auf das Solarpanel trifft, wird ein Teil der Lichtenergie von dem Halbleiter absorbiert, aus dem es besteht, wodurch Elektronen freigesetzt werden. Diese Elektronen werden dann in eine Richtung gezwungen und erzeugen einen Strom, der dann eingefangen, umgewandelt und verwendet werden kann, um das zu versorgen, wofür wir ihn benötigen. Es ist ein ziemlich einfaches Konzept, aber es gibt eine faszinierende Welt voller Innovationen und Entdeckungen, um die Kraft des Solarmoduls freizusetzen.
Eines der unmittelbarsten Probleme bei einem Solarpanel ist, wie man aus der kleinsten Fläche die meiste Energie gewinnt. Ein Solarmodul ist teuer und nimmt viel Platz in Anspruch. Daher muss es sowohl finanziell als auch aus Platzgründen wirtschaftlich sein, damit es sich lohnt, es zu installieren, anstatt Strom aus dem Netz zu holen. Verbraucher-Solarmodule arbeiten derzeit mit einem Wirkungsgrad von etwa 5% bis 18%, und diese Zahl hat in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen. Es gibt eine robuste Industrie, die innovative Solarmodule herstellt, die noch mehr Sonnenlicht absorbieren können, und es ist wahrscheinlich, dass erschwingliche Verbrauchersolarmodule, die 20% bis 30% absorbieren, in Kürze verfügbar sein werden.
Es gibt auch exotischere Pläne, um die Effizienz massiv zu steigern, wobei viele theoretische Entwürfe auf eine Effizienz von bis zu 50% hoffen. Dies hat Auswirkungen auf eine breite Palette von Anwendungen, von der Stromversorgung von Privathaushalten über die Stromversorgung von Fahrzeugen bis hin zur Stromversorgung von Raumschiffen. Eine weitere Innovation im Design von Solarmodulen versucht, die Module selbst unglaublich dünn, transparent und flexibel zu gestalten, sodass sie auf Fenstern platziert werden können, wodurch ihr Platzbedarf praktisch wegfällt.
Der andere Solarkollektortyp, der Solarthermiekollektor, wird seit Hunderten von Jahren in der einen oder anderen Form verwendet. Die Idee besteht im Grunde darin, einen Wasserkörper in einen Behälter zu stellen und diesen so viel Lichtenergie wie möglich absorbieren zu lassen, indem er am einfachsten schwarz gestrichen wird. Dies erwärmt dann das Wasser, das für viele verschiedene Zwecke verwendet werden kann. Viele Menschen heizen ihre Häuser mit erzwungener Solarwärme, indem sie dieses heiße Wasser durch Rohre in den Fußböden oder Wänden leiten, das dann ausgestrahlt wird und die Luft im Inneren erwärmt.