En solpanel är en anordning avsedd att absorbera energi från solens strålar, antingen för omedelbar användning eller för lagring. Det finns två huvudtyper av solpaneler: solcellsmoduler och solfångare. Solcellsmoduler är avsedda att omvandla solens energi till elektrisk energi, för att driva saker som lampor, datorer eller bilar. Solfångare är byggda för att absorbera solens energi direkt som värmeenergi, och används ofta för att värma vatten till duschar, eller för att värma vatten som kan tvingas genom en struktur för att värma det.
Den första typen av solpaneler, solcellsmodulen, är faktiskt en samling av ett antal solceller. Flera solpaneler består av en solcellspanel eller solcellspanel. Solceller kombineras till en enda solpanel för enkel användning och stordriftsekonomi. Genom att kombinera dem till hanterbara paneler blir de lättare att transportera och installera och elektroniken som används för att bearbeta dem kan delas av en rad olika solceller.
Den vanligaste typen av solpaneler använder antingen kristallint kisel i form av wafers eller tunna filmer som består av antingen kisel eller kadmiumtellurid. När ljus träffar solpanelen absorberas en del av ljusenergin i halvledaren som utgör den, vilket slår elektroner fria. Dessa elektroner tvingas sedan i en riktning, vilket skapar en ström, som sedan kan fångas, konverteras och användas för att driva vad vi än behöver den till. Det är ett ganska grundläggande koncept, men det finns en fascinerande värld av innovation och upptäckter som för närvarande pågår för att låsa upp kraften i solpanelen.
En av de mest omedelbara problemen med en solpanel är hur man får ut mest energi från den minsta mängden yta. En solpanel är dyr och tar plats, så det måste vara både ekonomiskt och ur ett fotavtrycksperspektiv, för att det ska vara värt att installera dem istället för att ta elektricitet från ett elnät. Konsumentsolpaneler fungerar för närvarande med cirka 5 % till 18 % effektivitet, och denna siffra har ökat avsevärt under det senaste decenniet. Det finns en robust industri byggd kring att producera innovativa solpaneler som kan absorbera ännu mer solljus, och det verkar troligt att prisvärda konsumentsolpaneler som absorberar 20 % till 30 % kommer att finnas tillgängliga inom kort.
Det finns också mer exotiska planer för att öka effektiviteten enormt, med många teoretiska konstruktioner som hoppas på så mycket som 50 % effektivitet. Detta har konsekvenser för ett brett spektrum av applikationer, från att driva hem till att driva fordon till att driva rymdskepp. En annan innovation inom solpaneldesign försöker göra själva panelerna otroligt tunna, transparenta och flexibla, så att de kan placeras på saker som fönster, vilket praktiskt taget eliminerar deras fotavtryck.
Den andra typen av solpaneler, solfångaren, har använts i hundratals år i en eller annan form. Tanken är i grunden att placera en vattenmassa i en behållare, och att få den behållaren att absorbera så mycket ljusenergi som möjligt, enklast genom att måla den svart. Detta värmer sedan upp vattnet, som kan användas för många olika ändamål. Många använder påtvingad solvärme för att värma upp sina hus, genom att leda detta varma vatten genom rör i golv eller väggar, som sedan strålar ut och värmer luften inuti.