Ein Solarpanel ist ein Gerät, das Energie aus den Sonnenstrahlen absorbieren soll, entweder für den sofortigen Gebrauch oder zur Speicherung. Es gibt zwei Haupttypen von Sonnenkollektoren: Photovoltaikmodule und Solarthermiekollektoren. Photovoltaikmodule sollen die Energie der Sonne in elektrische Energie umwandeln, um Dinge wie Licht, Computer oder Autos anzutreiben. Solarthermische Kollektoren werden gebaut, um die Sonnenenergie direkt als Wärmeenergie zu absorbieren und werden oft verwendet, um Wasser für Duschen zu erhitzen oder um Wasser zu erhitzen, das durch eine Struktur gepresst werden kann, um es zu erhitzen.
Der erste Solarmodultyp, das Photovoltaikmodul, ist eigentlich eine Ansammlung von mehreren Solarzellen. Mehrere Sonnenkollektoren umfassen eine Solaranlage oder Photovoltaikanlage. Solarzellen werden zu einem einzigen Solarmodul kombiniert, um eine einfache Verwendung und eine Einsparung von Skaleneffekten zu gewährleisten. Durch die Kombination zu handlichen Panels werden sie einfacher zu transportieren und zu installieren, und die Elektronik zu ihrer Verarbeitung kann von mehreren Solarzellen gemeinsam genutzt werden.
Der gebräuchlichste Solarmodultyp verwendet entweder kristallines Silizium in Form von Wafern oder dünne Filme aus Silizium oder Cadmiumtellurid. Wenn Licht auf das Solarpanel trifft, wird ein Teil der Lichtenergie vom Halbleiter absorbiert, aus dem es besteht, wodurch Elektronen freigesetzt werden. Diese Elektronen werden dann in eine Richtung gezwungen, wodurch ein Strom erzeugt wird, der dann eingefangen, umgewandelt und verwendet werden kann, um alles zu versorgen, wofür wir es brauchen. Es ist ein ziemlich einfaches Konzept, aber es gibt eine faszinierende Welt der Innovationen und Entdeckungen, die derzeit im Gange sind, um die Leistung des Solarmoduls freizusetzen.
Eines der dringendsten Anliegen bei einem Solarmodul ist, die meiste Energie aus der kleinsten Fläche zu gewinnen. Ein Solarpanel ist teuer und braucht Platz, daher muss es sowohl finanziell als auch aus Sicht des Fußabdrucks wirtschaftlich sein, damit es sich lohnt, sie zu installieren, anstatt Strom aus dem Netz zu holen. Verbraucher-Solarmodule arbeiten derzeit mit einem Wirkungsgrad von etwa 5 bis 18 %, und diese Zahl ist in den letzten zehn Jahren erheblich gestiegen. Es gibt eine robuste Industrie, die darauf basiert, innovative Solarmodule herzustellen, die noch mehr Sonnenlicht absorbieren können, und es scheint wahrscheinlich, dass in Kürze erschwingliche Solarmodule für Verbraucher mit einer Absorption von 20 bis 30 % verfügbar sein werden.
Es gibt auch exotischere Pläne, die Effizienz massiv zu steigern, wobei viele theoretische Designs auf einen Wirkungsgrad von bis zu 50 % hoffen. Dies hat Auswirkungen auf eine Vielzahl von Anwendungen, vom Antrieb von Häusern über den Antrieb von Fahrzeugen bis hin zum Antrieb von Raumschiffen. Eine weitere Innovation im Solarpanel-Design versucht, die Panels selbst unglaublich dünn, transparent und flexibel zu machen, so dass sie beispielsweise auf Fenstern platziert werden können und ihre Stellfläche praktisch eliminiert wird.
Die andere Art von Sonnenkollektoren, der solarthermische Kollektor, wird seit Hunderten von Jahren in der einen oder anderen Form verwendet. Die Idee ist im Grunde, ein Gewässer in einen Behälter zu stellen und diesen Behälter so viel Lichtenergie wie möglich absorbieren zu lassen, am einfachsten, indem man ihn schwarz anmalt. Dadurch wird das Wasser erhitzt, das für viele verschiedene Zwecke verwendet werden kann. Viele Menschen nutzen eine erzwungene Solarheizung, um ihre Häuser zu heizen, indem dieses heiße Wasser durch Rohre in den Böden oder Wänden geleitet wird, das dann nach außen strahlt und die Luft im Inneren erwärmt.