Una cella solare può caricare una batteria dalla luce solare naturale o dall'illuminazione artificiale come una lampadina a incandescenza. Una cella solare risponde più o meno allo stesso modo a entrambi i tipi di luce; è possibile utilizzare la luce a incandescenza con una cella solare per ricaricare una batteria dell'orologio o della calcolatrice, a condizione che la luce sia sufficientemente luminosa. La cella converte una gamma di lunghezze d'onda della luce in energia elettrica; sia la luce del sole che quella a incandescenza contengono queste lunghezze d'onda, quindi la cella solare carica la batteria da entrambe le fonti.

V incandescenti. Solar Spectrum

Le luci a incandescenza, il Sole e tutte le altre fonti di luce producono quello che gli scienziati chiamano "spettro" - una diffusione di lunghezze d'onda luminose comprese lunghe onde infrarosse, luce visibile, onde ultraviolette corte e raggi X. Ogni fonte ha un modello spettrale distintivo; per esempio, il Sole genera abbondanti quantità di raggi ultravioletti mentre una lampadina a incandescenza produce pochissimo. Una cella solare risponde alle lunghezze d'onda della luce in modi diversi, convertendo alcune lunghezze d'onda in elettricità mentre si ignorano le altre. La cella corrisponde approssimativamente allo spettro del Sole; Elabora i colori della luce visibile ma non può utilizzare le onde infrarosse più lunghe. Poiché lo spettro di una luce a incandescenza è vicino al Sole, una cella solare non ha problemi a funzionare con la sua luce.

Energia dalla luce

Oltre alle sue qualità spettrali, l'energia solare su una giornata di sole ammonta a circa 1.000 watt per metro quadrato sulla superficie terrestre. Tuttavia, una tipica cella solare riceve solo una piccola parte di questo perché le sue dimensioni sono solo di pochi centimetri quadrati. Una lampadina a incandescenza standard produce tra 40 e 100 watt in totale e ha la maggior parte dell'energia nelle lunghezze d'onda dell'infrarosso più lunghe. Se si tiene una cella solare a pochi centimetri da una lampadina, riceverà una quantità di luce simile a quella del Sole; sebbene il Sole sia di gran lunga più potente, la distanza ravvicinata della lampada ad incandescenza compensa la sua minore potenza.

Distanza, Tempo e Tensione

L'energia ricevuta da una cella solare da una lampadina ad incandescenza la luce diminuisce rapidamente con la distanza. Minore è la luce che cade sulla cella solare, più debole è la sua uscita, quindi è necessario più tempo per caricare una batteria. Se la tensione della cella è inferiore a un valore di soglia minimo, diventa impossibile caricare la batteria; ad esempio, una batteria da 12 volt necessita di 12,9 volt per caricarla. Finché la luce splende fortemente su una cella solare, la tensione non dovrebbe rappresentare un problema.

Efficienza

La cella solare funziona bene sia dalla luce del sole che da una lampadina a incandescenza. Tuttavia, l'elettricità della lampadina deve provenire da qualche parte, come una centrale elettrica alimentata a gas naturale o energia nucleare, che costa denaro. La luce del sole, d'altra parte, è libera per la presa. Sebbene il funzionamento di una cella solare con luce artificiale funzioni bene, è meglio usare la luce del sole.