n
OR
sk
n
OR
sk
Introduksjon
Solar Science-serien viser hvordan solenergi kan
brukes i våre dagligliv. Du skal få se at sollyset gir
energi til å drive ulike typer biler og båter fremover.
Men du må være tålmodig når du bygger disse
modellene og følge instruksene steg for steg for at
de skal fungere som tenkt. Det viktigste er at de blir
utsatt for sterkt sollys eller nær en sterk lampe. Alt
strevet vil være verdt det når du ser modellene gå
uten batterier!
Alle disse modellene benytter seg av solenergi
for å få kraft. Solstrålene som treffer solcellene,
omdannes til elektrisk strøm. Denne strømmen
driver motorene og gir mekanisk kraft som
skaper bevegelse eller gir elektrisitet til radioens
eller musikkspillerens kretskort. I kommersielle
installasjoner er en rekke solceller koblet
sammen for å gi tilstrekkelig med elektrisitet til
kraftkrevende utstyr som solcelledrevne kjøretøyer
eller gatelykter. Et oppladbart batteri brukes ofte
til å lagre elektrisiteten på dagen og frigjøre den
om kvelden og natta eller når det ellers trengs.
hva slags lys trengs?
Den beste lyskilden for disse modellen er sterkt
sollys. Du kan ta dem med ut på en solfylt dag eller
sette dem ved et vindu hvor det er sollys. Når du
bruker leken utendørs, må du sørge for å bruke
beskyttende tøy og solhatt for å beskytte deg mot
solens ultrafiolette stråling.
Som et alternativ vil modellene også virke
under en sterk lampe på minst 60 watt. Du må
holde leken tett inntil lampen (nærmere enn 10
cm) for å gi tilstrekkelig lys. Prøv å sette modellen
lenger borte fra lampen. Hva skjer? Denne modellen
vil bevege seg saktere (eller lyde svakere hvis det
er en radiomodell) og gradvis slutte å fungere når
du flytter den lenger og lenger bort fra lyset, siden
mindre lys treffer solecellen.
Forsiktig!
Ikke rør pæren. Det kan føre
til at du brenner deg! Ikke berør lyset. Du kan
eksperimentere med ulike typer lyskilder for å se
hva som er mest effektivt. Du vil se at sparepærer
og lysrør ikke er sterke nok til å drive disse
modellene.
• Sollys
• Sollys gjennom vinduet
• Lampe
solen og solenergI
Solen befinner seg 150 millioner kilometer
fra jorden og er 4-5 milliarder år gammel.
Temperaturen på solen varierer fra 6000 grader på
overflaten til mer enn 6,5 mill. grader i kjernen. Det
er VARMT! Det tar omtrent 8 minutter for denne
energien å nå jorden. Solen er en stjerne som for
det meste består av hydrogen- og heliumgass, og
den stråler ut enorme mengder energi hver dag.
Solen er kilden til all energi på jorden. Uten
solen ville det ikke ha vært liv på jorden, vi ville ikke
hatt fossilt brensel (som f.eks. kull og olje), som
stammer fra nedbrutte planter som er hundrevis
av millioner år gamle. Vi bruker energien fra solen
hver dag på mange forskjellige måter. Når vi henger
det nyvaskede tøyet vårt ut for å tørke, bruker vi
varmen fra solen. Plantene bruker sollyset for å
produsere mat. Dyr spiser planter.
330 million terawattimer
(330000000000000000000 wattimer!) energi fra
solen treffer jorden hvert eneste år. Det kommer 30
ganger mer energi fra solen hvert år enn all energien
som er lagret på jorda. Hvis vi kan bruke mer
solenergi, som er ren og praktisk talt utømmelig,
vil vi bli mindre avhengige av fossilt brensel. Når vi
brenner fossilt brensel, skapes det drivhusgasser
og andre forurensende stoffer som er skadelige for
miljøet. Det finnes to måter å omdanne solenergi
til elektrisitet på: Solvarmekraftverk og solceller.
Førstnevnte bruker solvarmen til å koke vann
som driver en turbin som danner elektrisitet. Den
sistnevnte omdanner sollys direkte til elektrisitet.
solceller og fotovoltaIsk energI
Solceller er også såkalte fotovoltaiske celler,
forkortet PV-celler. Disse finner man i mange typer
mindre utstyr, som klokker, kalkulatorer og også
på romfartøy. De ble utviklet for første gang på
1950-tallet for å gi kraft til satellitter i rommet. De
lages av silikon, en spesiell type smeltet sand.
Fotovoltaiske systemer er solsystemer som
skaper elektrisitet direkte fra sollys. Ordet “foto”
stammer fra det greske “phos”, som betyr lys.
”Voltaisk” kommer fra Alessandro Volta (1745-1827),
en pioner innen studier på elektrisitet, som fikk
begrepet ”volt” oppkalt etter seg. “Fotovoltaisk”
betyr altså “lyselektrisitet”. Fotovoltaiske systemer
danner ren, pålitelig energi uten bruk av fossilt
brensel. Det involverer ikke drivstoff, damp eller
termodynamikk. Dette brukes i en rekke ulike typer
applikasjoner, fra å gi strøm til klokker, veiskilt og
romstasjoner til å levere strøm til elektrisk utstyr
i husholdninger. Denne bransjen har vokst stabilt
med minst 25 % per år i de siste 20 årene. Det er
anslått at innen år 2020 vil mer enn 30 millioner
husholdninger være drevet av solenergi.
De fleste fotovoltaiske celler er laget av et
krystall som kalles silisium, et av jordens vanligste
materialer. Solceller lages vanligvis ved å kutte store
silisiumkrystaller til tynne skiver og ved å legge
to separate skiver med ulik polaritet sammen, og
med ledninger mellom dem som gjør det mulig for
elektroner å bevege seg mellom lagene. Når sollyset
treffer skivene, beveger elektroner seg naturlig fra
det ene laget til det andre via ledninger pga. den
ulike polariteten mellom lagene, noe som fører til
dannelse av elektrisitet.
Disse individuelle solcellene settes sammen
i en PV-modul, og modulene settes sammen i et
panel. Noen av disse panelene settes på spesielle
sporingsmekanismer som følger sollyset hele dagen.
Den elektriske energien fra solceller kan
deretter brukes direkte. Det kan brukes i hjem til
lys og elektrisk utstyr. Det kan brukes i en bedrift.
Solenergi kan lagres i batterier for å lyse opp et skilt
om kvelden. Ellers kan energien lagres i et batteri til
en mobiltelefon til nødtilfeller som står langs en vei
hvor det ikke er andre tilgjengelige telefonlinjer.
Noen forsøkskjøretøyer benytter seg også av
PV-celler. De konverterer sollys direkte til energi for
å drive bilens elektriske motor.
Grunnleggende oppbygging av en solcelle
Positivt lag
Overgangslag
Negativt lag
Strøm av elektroner
Lys
