una célula solar puede cargar una batería con luz solar natural o con iluminación artificial como una bombilla incandescente. una célula solar responde de la misma manera a cualquier tipo de luz; Puede usar luz incandescente con una celda solar para cargar una batería de reloj o calculadora, siempre que la luz sea lo suficientemente brillante. la célula convierte un rango de longitudes de onda de luz en energía eléctrica; Tanto la luz solar como la luz incandescente contienen estas longitudes de onda, por lo que la célula solar carga la batería desde ambas fuentes.
espectro incandescente vs. solar
Las luces incandescentes, el sol y todas las demás fuentes de luz producen lo que los científicos denominan un “espectro”: una extensión de las longitudes de onda de la luz, incluidas las ondas infrarrojas largas, la luz visible, las ondas ultravioletas cortas y los rayos X. cada fuente tiene un patrón espectral distintivo; por ejemplo, el sol genera grandes cantidades de luz ultravioleta, mientras que una bombilla incandescente produce muy poco. una célula solar responde a las longitudes de onda de la luz de diferentes maneras, convirtiendo algunas longitudes de onda en electricidad mientras ignora otras. la célula coincide aproximadamente con el espectro del sol; procesa los colores de luz visible pero no puede usar las ondas infrarrojas más largas. Debido a que el espectro de una luz incandescente está cerca del sol, una célula solar no tiene problemas para ejecutarse en su luz.
energía de la luz
Además de sus cualidades espectrales, la energía solar en un día soleado equivale a aproximadamente 1,000 vatios por metro cuadrado en la superficie de la tierra. sin embargo, una célula solar típica recibe solo una pequeña fracción de esto porque su tamaño es solo de unos pocos centímetros cuadrados. una bombilla incandescente estándar produce entre 40 y 100 vatios en total y tiene la mayor parte de la energía en las longitudes de onda infrarrojas más largas. si sostiene una célula solar a pocos centímetros de una bombilla, recibirá una cantidad de luz similar a la del sol; Aunque el sol es mucho más poderoso, la distancia cercana de la lámpara incandescente compensa su salida más pequeña.
distancia, tiempo y voltaje
La energía recibida por una célula solar de una luz incandescente disminuye rápidamente con la distancia. Cuanto menos luz cae sobre la célula solar, más débil es su salida, por lo que toma más tiempo cargar una batería. si el voltaje de la celda es inferior a un valor umbral mínimo, se vuelve imposible cargar la batería; por ejemplo, una batería de 12 voltios necesita 12.9 voltios para cargarla. siempre que la luz brille con fuerza en una célula solar, el voltaje no debe suponer un problema.
eficiencia
La célula solar funciona bien con la luz del sol o con una bombilla incandescente. sin embargo, la electricidad de la bombilla tiene que venir de algún lugar, como una planta de energía que funciona con gas natural o energía nuclear, lo que cuesta dinero. La luz del sol, por otro lado, es gratuita para la toma. Aunque ejecutar una célula solar con luz artificial funciona bien, tiene más sentido utilizar la luz solar.