Alga Science SOLARCOASTER, Руководство пользователя

Страница: 13 / 19

d
A
nsk
d
A
nsk
IndlednIng
Solar Science-serien viser, hvordan du kan gøre brug
af solenergi i det daglige. Du vil få at se, at sollys
giver den nødvendige energi til at drive forskellige
modeller, f.eks. biler og både. Det er dog vigtigt, at du
har tålmodighed til at bygge disse modeller, og at du
følger instruktionerne trin for trin, for at de kommer
til at fungere. Og vigtigst af alt: de skal belyses enten
med kraftigt sollys eller af en kraftig lampe helt tæt
på. Det hårde arbejde vil være umagen værd, når du
ser, at dine modeller fungerer uden batterier!
Alle disse modeller gør brug af solceller til
at levere den nødvendige energi. Sollys, der
skinner på solcellerne, omdannes til elektrisk
strøm. Denne strøm driver motorerne, der
leverer den mekaniske kraft til bevægelse eller
leverer elektricitet til radioens eller spilledåsens
kredsløbskort. Til kommercielle formål er et stort
antal solceller forbundet for at levere tilstrækkelig
elektricitet til at drive krævende aggregater såsom
soldrevne køretøjer eller soldrevet gadebelysning.
Et genopladeligt batteri anvendes ofte til at
akkumulere elektriciteten i dagtimerne og frigøre
strømmen om aftenen eller efter behov.
hvIlken tyPe lys kræves?
Den bedste lyskilde for disse modeller er kraftigt
sollys; du kan tage dem med udenfor på en
solskinsdag eller anbringe dem i nærheden af et
vindue, hvor der er sollys.
Disse modeller kan dog også fungere under
en kraftig lampe på mindst 60 watt. Lampen skal
anbringes tæt på modellen (mindre end 10 cm) for
at give tilstrækkeligt lys. Prøv at anbringe modellen
i forskellige afstande til lampen, og se, hvad der
sker. Modellen vil bevæge sig langsommere (eller
lyden vil blive svagere, hvis der er tale om en
radio) og vil til sidst holde helt op med at fungere,
efterhånden som du flytter den længere og længere
væk fra lyskilden, fordi der falder mindre og mindre
lys på solcellerne.
Forsigtig!
Pas på ikke at berøre pæren – det
kan give forbrændinger! Sørg for at holde afstand
til lyskilden. Du kan eksperimentere med forskellige
lyskilder for at se, hvilken lyskilde der er mest
effektiv. Som du vil se, er energisparepærer
og lysstofrør ikke kraftige nok til at drive disse
modeller.
• Sollys
• Sollys gennem et vindue
• Lampe
solen og solenergI
Solen befinder sig 150 millioner kilometer
fra Jorden og er 4 til 5 milliarder år gammel.
Solens temperatur varierer fra 6000 °C på solens
overflade til mere end 6500 °C i solens centrum.
Det er VARMT! Det tager ca. 8 minutter for denne
energi at nå Jorden. Selve solen er en stjerne, der
hovedsageligt består af hydrogen og helium, og
den udsender en enorm mængde energi hver dag.
Solen er den ultimative kilde for al energi på
Jorden. Uden den ville der ikke være liv på Jorden,
der ville ikke være nogen fossile brændstoffer (f.eks.
kul og olie) til os – fossile brændstoffer kommer fra
nedbrudte planter, der har ligget i jorden i millioner
af år. Vi anvender solens energi hver dag på mange
forskellige måder. Når vi hænger vores vasketøj
udenfor for at lade det tørre i solen, anvender vi solens
varme til at gøre arbejdet. Planter anvender sollys til
at producere føde. Dyr spiser planter som føde.
Jorden modtager en energimængde
svarende til 330 millioner terawatt-timer
(330000000000000000000 watt-timer!) fra solen
hvert år. Det er 30 gange mere energi fra solen
på et enkelt år end al den energi, der er lagret i
jorden. Hvis vi kan anvende mere solenergi, som
er en ren og stort set uudtømmelig energikilde, vil
vi være mindre afhængige af fossile brændstoffer.
Afbrænding af fossile brændstoffer producerer
drivhusgasser og andre forurenende stoffer, som er
skadelige for miljøet. Der er to måder at omdanne
solenergi til elektricitet på: solvarmeelektricitet og
solceller. Den første bruger solens varme til at koge
vand og drive en turbine for at generere elektricitet.
Den sidste omdanner sollys til elektricitet direkte.
solcelleenergI eller
fotovoltaIsk energI
Solceller kaldes også fotovoltaiske celler. De findes
på mange små enheder, f.eks. ure, regnemaskiner,
og endda på rumfartøjer. De blev udviklet tilbage i
1950’erne til at generere energi til satellitter i kredsløb.
De er lavet af silicium, en særlig form for smeltet sand.
Fotovoltaiske systemer er solcellesystemer, som
producerer elektricitet direkte fra sollys. Udtrykket
”foto” kommer fra det græske ord ”phos,” der betyder
lys. ”Voltaisk” kommer fra Alessandro Volta (1745-1827),
som var en af pionererne inden for forskning i elektricitet.
Måleenheden ”Volt” er også afledt af hans navn.
Fotovoltaisk betyder derfor ”lyselektricitet.” Fotovoltaiske
systemer producerer ren, pålidelig elektricitet uden
forbrug af fossile brændstoffer. Der indgår ingen
brændstof, damp eller termodynamisk energi.
Fotovoltaiske systemer anvendes til en lang række formål,
fra at levere energi til ure, vejskilte og rumstationer til at
levere elektricitet til private hjem. Industrien er vokset
stødt med mindst 25% om året i de seneste 20 år. Det
anslås, at flere end 30 millioner private hjem i år 2020 vil
hente deres energi fra solcelleelektricitet.
De fleste fotovoltaiske celler er fremstillet af et
krystallinsk stof kaldet silicium, hvilket er et af Jordens
mest almindelige materialer. Solceller fremstilles
typisk ved at skære et stort siliciumkrystal i tynde
lag og sammensætte to separate lag med forskellige
elektriske egenskaber sammen med ledere, der gør
elektroner i stand til at bevæge sig mellem lagene. Når
sollys rammer lagene, bevæger elektroner sig fra det
ene lag til det andet gennem lederen på grund af de
forskellige egenskaber for hvert lag, hvilket resulterer i
frigivelse af elektricitet.
De enkelte solceller er samlet i et fotovoltaisk
modul, og modulerne grupperes i en række. Nogle af
disse rækker er placeret på særlige søgeenheder for at
kunne følge sollyset hele dagen.
Den elektriske energi fra solceller kan således
anvendes direkte. Den kan bruges i private hjem
til belysning og apparater. Den kan også bruges
erhvervsmæssigt. Solenergi kan akkumuleres i
batterier med henblik på at oplyse et vejskilt om
aftenen. Eller energien kan akkumuleres i et batteri til
en mobil nødtelefon på vejstrækninger, hvor der ikke
er nogen telefonledninger.
Nogle eksperimentelle biler er også udstyret med
fotovoltaiske celler. De omdanner sollys direkte til
energi for at drive bilens elmotor.
Grundstruktur af en solcelle
Positivt lag
Diversionslag
Negativt lag
Elektronstrøm Lys