Kan solenergi drive dagligdags genstande effektivt?

Det er svært at argumentere imod solenergi. Solen opretholder mest liv på vores planet. Planter optager energi fra solen og omdanner den til kemisk energi. Plantelivere får energi ved at spise planter, mens kødædere får energi ved at spise planteædere og andre kødædende dyr. Spor energien tilbage til kilden, og du ankommer til solen.

Men det er svært at konvertere solenergi til elektricitet. Fotovoltaik kan gøre tricket. Det er materialer, der kan absorbere fotoner - de grundlæggende kvanteenheder af lys- og konverter dem til elektricitet. Edmond Becquerel opdagede den fotovoltaiske effekt i 1839, mens han eksperimenterede med en elektrolytisk celle. Becquerel bemærkede, at cellens output steg, når den blev udsat for lys. Men det ville tage mere end et århundrede at fremme fotovoltaik til det punkt, at de var effektive nok til at generere den elektricitet, der var nødvendig for at drive simple elektriske enheder.

I 1954, Bell Telephone Laboratories byggede en solcelle med en effektivitet på omkring 6 procent [kilde:American Physical Society]. Det betyder, at cellen var i stand til at konvertere 6 procent af den samlede energi, den modtog, til elektricitet. Det er utroligt ineffektivt - 94 procent af energien fra solen går til spilde. Du bliver nødt til at koble mange solceller sammen til solpaneler for at generere en betydelig mængde elektricitet.

I dag, ingeniører og forskere har avanceret solpanel teknologi, så effektiviseringer på 30 procent eller mere er mulige. Det betyder, at du ikke har brug for så mange af nutidens solceller til at generere en given mængde elektricitet. Og du skal justere cellerne i et enkelt lag på tværs af et område for at modtage nok sollys til at imødekomme elektriske behov. Til et hjem, dette kan betyde at dække en betydelig procentdel af taget med solceller eller bygge et fritstående solpanel et sted på ejendommen. Store virksomheder har muligvis brug for nok solpaneler til at dække en fodboldbane eller mere til at opfylde energibehovet.

Solceller er også dyre. Mens den energi, solceller giver, er gratis, omkostningerne ved materialer og installation har en tendens til at være høje. Installation af solceller til dit hus kræver en betydelig forudgående investering. Nogle stater giver skatteincitamenter til at hjælpe med at opveje omkostningerne, og du kan endda være i stand til at sælge noget strøm tilbage til elnettet, afhængigt af dit elselskab. Men solceller er stadig en stor investering på kort sigt.

På trods af alle disse forbehold, solceller er stadig en god måde at få elektricitet på. De kan betale for sig selv efter et par år, og den energi, de leverer, bidrager ikke til forurening. Når et system betaler sig selv, den elektricitet, den genererer, er i det væsentlige gratis!

Næste, vi ser på nogle effektive anvendelser til solenergi.

Effektiv brug af solenergi

Nu hvor solceller kan omdanne mindst 30 procent af det sollys, de modtager, til elektricitet, det er lettere at argumentere for solenergi. Men før du skynder dig ud for at dække dit hjem med solpaneler, skal du tage et par faktorer i betragtning:

• Giver din lokale regering skatteincitamenter til at konvertere til solenergi?
• Tillader dit elselskab nettomåling?
• Modtager dit hjem direkte sollys i flere timer på en typisk dag?

Selvom konvertering til solenergi er fantastisk for miljøet, det kommer til at påvirke din tegnebog. Du kan lave dine egne solpaneler ved at købe solceller og koble dem sammen, hvilket kan spare dig nogle omkostninger på forhånd. Men hvis du vil kvalificere dig til skatteincitamenter eller nettomåling, du skal muligvis ansætte et professionelt installationshold og købe dine paneler fra godkendte kilder. Nogle af omkostningerne vil blive opvejet gennem skattebesparelser, men de oprindelige omkostninger vil være højere.

Forudsat at du kan foretage den investering, og at dit hjem modtager nok sollys, du kan generere nok elektricitet til at drive dine apparater og andre elektriske enheder udelukkende på solenergi i løbet af dagen. Hvad der derefter sker, afhænger af din plan.

Hvis du forbliver tilsluttet elnettet, du vil undersøge nettomåling. Med nok solpaneler, du genererer mere elektricitet, end du har brug for til at drive dit hjem. Nogle elselskaber giver dig mulighed for at fodre den overskydende elektricitet tilbage i nettet. Virksomheden krediterer dig for den kraft, du har genereret. Når solen går ned, du begynder at forbruge elektricitet fra elselskabet. Hvis du bruger mindre strøm, end du producerer hver 24. time, du vil have en nettogevinst i kredit. Ellers, du får en væsentligt reduceret elregning.

Den anden mulighed er at gå helt ud af nettet. Da du kun kan fange solenergi, mens sollys rammer solpanelerne, du bliver nødt til at installere batterier for at gemme overskydende energi i løbet af dagen. Om natten, du vil bruge disse batterier til at drive dit hjem. Næste gang sollys rammer panelerne, batterierne begynder at oplade.

I begge tilfælde, det er ikke svært at generere nok elektricitet til at reducere eller endda fjerne din strømregning, forudsat at dit hjem får nok sollys i løbet af dagen. Det vil tage et par år, før besparelsen betaler din første investering, og du skal lejlighedsvis udskifte paneler og batterier, men i det lange løb skal du spare penge. Du reducerer også dit CO2 -fodaftryk i processen.

En anden mulighed, du kan undersøge, er at installere en solvarmer. Disse enheder bruger solenergi til at opvarme vand, før det opbevares i en tank. De fleste systemer bruger en konventionel vandvarmer til yderligere at øge vandets temperatur. Solvarmeanlæg reducerer den samlede mængde energi, du har brug for til at opvarme dit vand, reducere din efterspørgsel efter elektricitet fra et elnet.

Når vi investerer flere penge i solpanelteknologi, vi skulle se produktionsomkostninger falde og effektivitet stige. Om et par år kræver solcellepaneler muligvis ikke en så stor investering og hjælper med at reducere den miljøbelastning, vi skaber med vores behov for elektricitet.

Lær mere om solenergi og relaterede emner ved at følge linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Kan ferie mad hjælpe med at redde planeten?
• Opvejer hybridbilproduktionsaffald hybridfordele?
• Hvor hurtigt kan solbiler køre?
• Hvad er nogle praktiske anvendelser til solenergi?

Kilder

• American Physical Society. "Denne måned i fysikhistorie:25. april, 1954:Bell Labs demonstrerer den første praktiske siliciumsolcelle. "APS Physics. 2010. (29. nov. 2010) http://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm
• Carter, J. Stein. "Fotosyntese." Clermont College. 2. november kl. 2004. (16. november, 2010) http://biology.clc.uc.edu/Courses/bio104/photosyn.htm
• Knier, Gil. "Hvordan fungerer solceller?" NASA. 2002. (15. nov. 2010) http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/
• Lav solpanel. "At være praktisk om applikationer til solpaneler." 28. september kl. 2010. (16. november, 2010) http://buildyourownsolarpanel.us/solar-panels/being-practical-about-solar-panel-applications.html
• PVRessourcer. "En tur gennem tiden." 2010. (16. november, 2010) http://www.pvresources.com/en/history.php
• Ekspert i vedvarende energi. "De mest almindelige anvendelser af solenergi." 2008. (16. november, 2010) http://www.renewable-energy-expert.com/the-most-common-solar-energy-uses.php
• NPD -gruppen. "Anvendelser af solenergi." Solarbuzz. 2010. (17. november, 2010) http://www.solarbuzz.com/Applications.htm
• Forening af bekymrede forskere. "Sådan fungerer solenergi." 16. december kl. 2009. (17. november, 2010) http://www.ucsusa.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-solar-energy-works.html
• Det amerikanske energiministerium. "Aktiv solvarme." Energibesparelser. 2010. (17. november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/space_heating_cooling/index.cfm/mytopic=12490
• Det amerikanske energiministerium. "Undersøgelse af måder at bruge solenergi på." Energibesparelser. 2010. (17. november, 2010) http://www.energysavers.gov/renewable_energy/solar/index.cfm/mytopic=50011
• Det amerikanske energiministerium. "Udendørs solbelysning." Energibesparelser. 2010. (17. november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/lighting_daylighting/index.cfm/mytopic=12170
• Det amerikanske energiministerium. "Små solcelleanlæg." Energibesparelser. 2010. (17. november, 2010) http://www.energysavers.gov/your_home/electricity/index.cfm/mytopic=10710
• Whitaker, Regning. "Er solenergi virkelig praktisk?" CBS Aftennyheder. 7. juli kl. 2008. (16. november, 2010) http://www.cbsnews.com/stories/2008/07/07/eveningnews/main4239590.shtml