Est-il possible de charger des panneaux solaires sans lumière du soleil ?

Est-il possible de charger des panneaux solaires sans lumière du soleil ?

L'énergie solaire est un excellent choix si vous souhaitez réduire votre empreinte carbone ou économiser de l'argent sur votre facture d'électricité. La lumière et d'autres types de rayonnement électromagnétique sont convertis en électricité par les cellules solaires. Mais que se passe-t-il quand il fait noir ? Une cellule solaire peut-elle être chargée par une source de lumière artificielle ? Cet article fournira une réponse à cette question ainsi qu'une explication de la façon dont les panneaux solaires absorbent la lumière.

Les panneaux solaires peuvent-ils être chargés en l'absence de soleil ?

Cela pourrait vous surprendre d'apprendre que techniquement, oui. En plus du soleil, les panneaux solaires peuvent également être chargés par d'autres sources de lumière visible. Les cellules solaires peuvent être chargées par un éclairage artificiel comme les ampoules fluorescentes à incandescence tant que la lumière est suffisamment puissante.

Une gamme spécifique de longueurs d'onde lumineuses, présentes à la fois dans la lumière directe du soleil et dans la lumière artificielle, détermine quelle lumière peut être convertie en énergie solaire. La réponse à la question est donc oui, techniquement, les cellules solaires peuvent être chargées sans soleil.

Cependant, la technologie existante des cellules solaires est incapable de convertir efficacement la lumière artificielle en une quantité d'électricité utilisable (je pense que vous avez deviné que cela allait arriver). Examinons comment les panneaux solaires captent la lumière pour clarifier pourquoi ce n'est pas le cas.

La lumière du soleil est particulièrement ciblée par les panneaux solaires.

Une cellule photovoltaïque (PV), également connue sous le nom de cellule solaire, peut soit réfléchir, absorber ou traverser la lumière qui la frappe.

Les matériaux utilisés dans les semi-conducteurs constituent la cellule PV. Lorsqu'un semi-conducteur est exposé à la lumière, l'énergie de la lumière est absorbée et transférée aux électrons chargés négativement du semi-conducteur. L'énergie supplémentaire permet aux électrons de conduire un courant électrique à travers le matériau. Ce courant peut être utilisé pour alimenter votre maison en étant extrait par des contacts métalliques conducteurs, qui sont les lignes en forme de grille sur une cellule solaire.

La quantité d'énergie qu'une cellule solaire peut absorber de la source lumineuse détermine son efficacité. Les qualités de la lumière, telles que son intensité et ses longueurs d'onde, jouent un rôle important à cet égard. Les longueurs d'onde plus courtes ont plus d'énergie que les longueurs d'onde plus longues.

La «bande interdite» d'un semi-conducteur PV est un composant crucial qui détermine les longueurs d'onde de la lumière qu'il peut absorber et convertir en énergie. Cela se traduira par une plage de longueurs d'onde restreinte, la cellule ne tenant pas compte des longueurs d'onde plus longues et plus courtes. Le semi-conducteur peut utiliser efficacement l'énergie disponible si sa bande interdite correspond aux longueurs d'onde de la lumière qui brille sur la cellule PV.

Les cellules solaires ont été créées dans le but d'absorber la lumière. La plupart des parties visibles du spectre lumineux du soleil, environ la moitié du spectre infrarouge et une partie de la lumière ultraviolette (mais pas beaucoup, faisant des lampes UV certaines des lumières les moins efficaces pour charger une lumière solaire) sont toutes sensibles à un silicium conventionnel cellule photovoltaïque.

cellules solaires incroyablement efficaces

Il existe des conceptions à plusieurs couches qui combinent du silicium avec des impuretés, chacune avec sa propre courbe de réponse, pour augmenter l'efficacité des cellules solaires. Les longueurs d'onde plus longues sont converties par la couche inférieure tandis que les plus courtes sont absorbées par la couche supérieure. Une meilleure production d'énergie et une meilleure efficacité de conversion sont les résultats finaux.

La lumière artificielle n'est pas une bonne option pour charger les cellules solaires.

Parce que les sources de lumière artificielle comme les ampoules à incandescence et fluorescentes correspondent au spectre du soleil, elles peuvent charger partiellement les cellules solaires et même fournir de l'électricité à de petits gadgets comme les montres et les calculatrices. Cependant, comparée à la lumière directe du soleil, la lumière artificielle ne peut jamais charger une cellule solaire aussi efficacement. Ceci est causé par un certain nombre de choses :

Conversion des pertes : Pour que les cellules solaires absorbent et transforment la lumière en électricité, une source de lumière artificielle est d'abord nécessaire. Une partie de l'énergie est perdue au cours de ce processus de conversion. Cela implique que l'énergie générée par cette méthode ne sera jamais égale à l'énergie qui a été utilisée en premier.

Intensité spectrale : L'éclat spectral du soleil est très puissant et stable, couvrant une large gamme de longueurs d'onde lumineuses, permettant aux cellules solaires d'absorber la lumière avec la plus grande efficacité. En plus d'avoir une irradiance spectrale plus faible que la lumière solaire, les lumières artificielles subissent également des variations brusques d'irradiance spectrale qui réduisent leur absorption globale d'énergie.

Obstacles à la lumière : L'éclairage artificiel comprend souvent des obstacles tels que des ampoules et des ballasts qui réduisent leur luminosité et font en sorte qu'une partie de la lumière qu'ils émettent se diffuse dans l'espace ou soit absorbée par le verre.

Il est inefficace de charger des cellules solaires sous un éclairage artificiel.

En d'autres termes, essayer d'alimenter des cellules solaires avec de la lumière artificielle n'est ni logique ni particulièrement efficace.

Aucune lumière artificielle ne peut égaler la puissance et la splendeur des rayons du soleil réel, surtout pas à l'intensité requise pour fonctionner efficacement. Vous ne perdriez pas votre temps ou votre énergie littérale à essayer de charger vos panneaux solaires avec de la lumière artificielle, tout comme vous ne prendriez pas la peine d'utiliser une bougie pour cuire vos aliments (sauf si vous suivez un régime à fondue).

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