sv
Ensk
A
sv
Ensk
A
InlednIng
Vetenskapsserien om solen ger exempel på hur vi
använder solenergi i vårt dagliga liv. Du kommer att
se hur solljus ger energi för att driva olika former av
fordon och modeller. Men du måste ha tålamod när
du bygger dessa modeller och följa anvisningarna
steg för steg för att de ska fungera. Det allra
viktigaste är att de måste belysas av starkt solljus
eller befinna sig i närheten av en stark lampa. Du
kommer att få lön för all möda när du ser hur din
modell till sist fungerar utan batterier!
Alla dessa modeller utnyttjar solceller för
att få den energi som krävs. Solljus som faller på
solcellerna omvandlas till elektrisk ström. Denna
ström driver motorerna som överför mekanisk
rörelsekraft eller elektricitet till kretskorten i radion
eller grammofonen. Runt om i vår omgivning
används idag solceller allt mer som kraftkälla. Ett
uppladdningsbart batteri används ofta för att lagra
elektriciteten om dagarna och frigöra strömmen på
natten eller vid behov.
vIlket slags ljus krävs?
Den bästa ljuskällan för dessa modeller är starkt
klart solljus. Du kan bära ut modellerna en solig
dag eller placera dem nära ett fönster där det faller
in solljus.
Dessa modeller fungerar också under en stark
lampa med en effekt på minst 60 watt. Du måste
placera modellen nära lampan (närmare än 10 cm)
för att få tillräcklig belysning. Vad händer om du
försöker placera modellen längre bort från lampan?
Modellen kommer att röra sig långsammare (eller
spela svagare om det är en radiomodell) och
slutligen stanna när du flyttar den allt längre bort
från ljuset, eftersom mindre ljus faller på solcellerna.
Var försiktig!
Var väldigt noga så att du
inte rör vid glödlampan, då bränner du dig! Håll
dig på avstånd från ljuset. Du kan experimentera
med olika typer av ljuskällor för att se vilken som
är mest effektiv. Som du kommer att upptäcka är
energisnåla lampor och lysrör inte starka nog för att
driva dessa modeller.
• Solljus
• Solljus genom fönstret
• Lampa
solen och solenergI
Solen ligger 150 miljoner kilometer från jorden och
är 4–5 miljarder år gammal. Solens yttemperatur
är på 6 000 grader Celsius, och i dess centrum
är det mer än 6,5 miljoner grader Celsius. Det är
GLÖDHETT! Det tar ungefär 8 minuter för denna
energi att nå jorden. Solen själv är en stjärna som
till största delen består av väte- och heliumgas, och
den utstrålar enorma energimängder varje dag.
Solen är den grundläggande källan för all
energi på jorden. Utan den skulle det inte finnas liv
på jorden, och det skulle inte finnas något fossilt
bränsle (det vill säga kol och olja), som skapades
av förmultnade plantor för flera hundra miljoner år
sedan, som vi skulle kunna använda. Vi använder
solenergi dagligen på många olika sätt. När vi
hänger upp vår tvätt för att torka utomhus i solen
använder vi hettan från solen för att göra det
arbetet. Växter använder solljus för att producera
näring. Djur äter växter.
330 miljoner terawattimmar
(330 000 000 000 000 000 000 wattimmar!) av
motsvarande energi från solen träffar jorden varje
år. Det kommer 30 gånger mer energi från solen
på ett enda år än all den energi som finns lagrad i
jorden. Om vi lyckas utnyttja mer solenergi, som är
ren och praktiskt taget obegränsad, kommer vi att
bli mindre beroende av fossila bränslen. När man
bränner fossila bränslen produceras växthusgaser
och andra föroreningar som skadar vår miljö. Det
finns två sätt att omvandla solenergi till elektricitet:
elektricitet från solinstrålning och solceller. I det
förstnämnda fallet används solvärmen för att koka
vatten och driva en turbin som ska generera el. I det
andra fallet omvandlas direkt solljus till elektricitet.
solceller eller fotovoltaIsk
energI
Solceller kallas också fotovoltaiska celler – eller
kort och gott PV (efter engelskans photovoltaic
cells). De finns i många små apparater, som klockor,
räknedosor och till och med i rymdfarkoster. De
började utvecklas under 1950-talet för att ge energi
till satelliter i rymden. De tillverkas av silikon, en
speciell typ av smält sand.
Fotovoltaiska system är solsystem som
producerar elektricitet direkt från solljus. Ordet
”foto” kommer från grekiskans ”phos”, som betyder
ljus. Ordet ”voltaisk” kommer från namnet på en
pionjär på området elektricitet, Alessandro Volta
(1745–1827), och enheten ”volt” uppkallades efter
honom. Fotovoltaisk betyder alltså ”ljuselektricitet”.
Fotovoltaiska system producerar ren, pålitlig
elektricitet utan att förbruka några fossila
bränslen. Det finns inget bränsle, ingen ånga eller
termodynamik inblandad. De används i en lång rad
apparater, från att driva klockor, vägskyltar och
rymdstationer till att tillgodose ett hushålls elbehov.
Industrin har vuxit stadigt med minst 25 procent per
år under de senaste 20 åren. Man uppskattar att över
30 miljoner hushåll kommer att få sin energi från el
alstrad genom solinstrålning 2020.
De flesta fotovoltaiska celler tillverkas av ett
kristalliskt ämne som kallas silikon, ett av jordens
vanligaste material. Solceller tillverkas vanligen
genom att man skivar en stor silikonkristall i tunna
plattor och sätter samman två separata plattor med
olika elektriska egenskaper tillsammans med kablar
för att göra det möjligt för elektroner att förflytta
sig mellan skikten. När solljus träffar plattorna
flyttar sig elektroner av sig själva från ett skikt till
ett annat genom kabeln på grund av skiktens olika
egenskaper, vilket frigör elektricitet.
Dessa enskilda solceller är ordnade tillsammans
i en PV-modul, och modulerna sammanförs i
grupper på rad. Vissa av raderna placeras på
särskilda spårningsanordningar som följer solljuset
hela dagen.
Elenergin från solcellerna kan sedan användas
direkt. Den kan användas i ett hem för att tända
lampor och använda apparater. Den kan användas
av ett företag. Solenergi kan lagras i batterier för att
tända en reklamaffisch vid vägen på natten. Eller så
kan energin lagras i ett batteri till en larmtelefon vid
en väg i områden där det inte finns några telekablar.
Vissa experimentbilar utnyttjar också PV-celler.
De omvandlar solljus direkt till energi som driver
elmotorer i bilen.
En solcells grundstruktur
Positivt skikt
Avledande skikt
Negativt skikt
Elektronflöde
Ljus
