Energia care vine de la Soare
Soarele este cea mai puternică sursă de energie pentru Pământ. În fiecare secundă, el trimite spre planeta noastră o cantitate uriașă de lumină și căldură, complet gratuit. Oamenii de știință au căutat ani de zile o modalitate de a folosi această energie, iar una dintre cele mai inteligente soluții este panoul solar. Panourile solare (numite și panouri fotovoltaice) sunt dispozitive care transformă lumina Soarelui direct în electricitate, aceeași electricitate care aprinde becurile, încarcă telefoanele și pune în funcțiune frigiderul de acasă.
Din ce este făcut un panou solar
Dacă te uiți de aproape la un panou solar, vei observa că este format din multe pătrate mai mici, lipite unul lângă altul. Acestea se numesc celule solare și sunt fabricate, în cea mai mare parte, dintr-un material special numit siliciu. Siliciul este unul dintre cele mai răspândite elemente de pe Pământ, fiind prezent chiar și în nisipul de pe plajă. Celulele sunt acoperite cu un strat de sticlă rezistentă, care le protejează de ploaie, grindină și praf, dar lasă lumina să treacă spre interior.
Cum se transformă lumina în electricitate
Aici se întâmplă partea cea mai interesantă. Lumina Soarelui este formată din particule mici de energie numite fotoni. Atunci când fotonii lovesc celula de siliciu, ei oferă energie unor particule numite electroni, care fac parte din atomii siliciului. Electronii, primind această energie, se desprind și încep să se miște. Dar de ce se mișcă toți într-o singură direcție și nu haotic? Secretul stă în felul în care este construită celula: ea are două straturi de siliciu cu proprietăți electrice diferite (unul cu un surplus de electroni, celălalt cu un deficit de electroni), iar la locul unde se întâlnesc se formează un fel de „graniță” care împinge electronii mereu în aceeași direcție. Această mișcare ordonată a electronilor înseamnă, de fapt, curent electric. Fenomenul se numește efect fotovoltaic, iar cuvântul „foto” înseamnă lumină, în timp ce „voltaic” se referă la electricitate. Cu cât lumina este mai puternică, cu atât panoul produce mai multă electricitate.
Curentul produs de panou este de tip continuu, adică electronii curg mereu în aceeași direcție, ca apa printr-un râu. Aparatele din casă au însă nevoie de curent alternativ, un curent care își schimbă sensul de foarte multe ori pe secundă. De aceea, electricitatea trece printr-un dispozitiv numit invertor. Numele lui vine de la faptul că „inversează” curentul, adică îl transformă din continuu în alternativ, forma potrivită pentru prizele din casa noastră. Ziua, când panourile produc mai multă electricitate decât consumăm, surplusul nu se pierde: el este trimis în rețeaua electrică sau stocat pentru mai târziu.
De ce sunt importante panourile solare
Panourile solare produc energie fără să ardă cărbune, petrol sau gaze. Asta înseamnă că nu emit gaze poluante care încălzesc planeta și murdăresc aerul. Energia solară este o energie regenerabilă, pentru că Soarele răsare în fiecare zi, iar la scara omenirii el este o resursă practic inepuizabilă. Panourile funcționează și în zilele înnorate, deși produc mai puțină electricitate decât atunci când cerul este senin. Pe timp de noapte nu produc deloc, motiv pentru care energia este adesea stocată în baterii.
Unde le putem vedea
Panourile solare se montează cel mai des pe acoperișurile caselor, dar le poți întâlni și pe calculatoare de buzunar, pe ceasuri, pe lămpi de grădină sau chiar pe sateliții care orbitează Pământul. Există și parcuri solare uriașe, cu mii de panouri așezate pe câmpuri întinse, care alimentează cu electricitate orașe întregi. Pe măsură ce tehnologia avansează, panourile devin tot mai ieftine și mai eficiente, ceea ce le transformă într-o piesă importantă pentru un viitor mai curat.
Verifică ce ai învățat
Acum că știi cum funcționează un panou solar, încearcă să răspunzi singur la aceste întrebări:
- Din ce material sunt făcute, în mare parte, celulele solare și unde mai poți găsi acest material în natură?
- Cum se numește fenomenul prin care lumina se transformă în electricitate și ce înseamnă cele două părți ale cuvântului?
- De ce avem nevoie de un invertor și ce „inversează” el?
Provocare: data viitoare când mergi pe stradă sau privești pe geam, numără câte obiecte cu panouri solare reușești să descoperi - de la lămpi de grădină până la acoperișuri. Te-ai mira cât de des ne ajută deja Soarele în viața de zi cu zi!
