How do solar panels work? - Richard Komp

Traducător: Mirel-Gabriel Alexa Corector: Cristina Nicolae

The Earth intercepts a lot of solar power:

Pământul captează foarte multă energie solară:

173 thousand terawatts.

173 de mii de terawați.

That's ten thousand times more power than the planet's population uses.

Asta înseamnă de 10 mii de ori mai multă decât folosește populația Pământului.

So is it possible that one day

Așadar, e posibil ca într-o zi

the world could be completely reliant on solar energy?

lumea să folosească numai energie solară?

To answer that question,

Pentru a răspunde,

we first need to examine how solar panels convert solar energy to electrical energy.

trebuie să vedem cum produc panourile solare energie electrică.

Solar panels are made up of smaller units called solar cells.

Panourile solare sunt făcute din unități mici numite celule solare.

The most common solar cells are made from silicon,

Cele mai întâlnite celule solare sunt făcute din silicon,

a semiconductor that is the second most abundant element on Earth.

un semiconductor care e al doilea cel mai răspândit element de pe Pământ.

In a solar cell,

Într-o celulă solară,

crystalline silicon is sandwiched between conductive layers.

siliconul cristalin e pus între două straturi conductive.

Each silicon atom is connected to its neighbors by four strong bonds,

Fiecare atom de silicon e conectat la vecinii săi cu patru legături puternice

which keep the electrons in place so no current can flow.

care țin electronii pe loc astfel încât să nu poată trece niciun curent electric.

Here's the key:

Iată cum funcționează:

a silicon solar cell uses two different layers of silicon.

o celulă solară de silicon folosește două straturi diferite de silicon.

An n-type silicon has extra electrons,

Un silicon tip N are electroni în plus,

and p-type silicon has extra spaces for electrons, called holes.

și un silicon tip P are spații pentru electroni, numite găuri.

Where the two types of silicon meet,

În locul în care cele două tipuri de silicon se întâlnesc,

electrons can wander across the p/n junction,

electronii pot trece prin joncțiunea P/N,

leaving a positive charge on one side

lăsând o încărcare pozitivă pe o parte

and creating negative charge on the other.

și creând o încărcare negativă în cealaltă.

You can think of light as the flow of tiny particles

Te poți gândi la lumină ca la niște mici particule zburătoare

called photons,

numite fotoni,

shooting out from the Sun.

propulsate din Soare.

When one of these photons strikes the silicon cell with enough energy,

Când unul din acești fotoni lovește o celulă silicon cu destulă energie,

it can knock an electron from its bond, leaving a hole.

poate să scoată un electron de la locul lui, lăsând un loc liber.

The negatively charged electron and location of the positively charged hole

Electronul încărcat negativ și spațiul electronului ce e încărcat pozitiv

are now free to move around.

sunt liberi să se miște.

But because of the electric field at the p/n junction,

Dar din cauza câmpului electric al joncțiunii P/N,

they'll only go one way.

vor merge într-un singur sens.

The electron is drawn to the n-side,

Electronul e atras spre partea N,

while the hole is drawn to the p-side.

în timp ce spațiul liber spre partea P.

The mobile electrons are collected by thin metal fingers at the top of the cell.

Electronii mobili sunt adunați de un metal subțire din vârful celulei.

From there, they flow through an external circuit,

De acolo, merg într-un circuit exterior,

doing electrical work,

făcând muncă electrică,

like powering a lightbulb,

ca de exemplu, alimentând un bec,

before returning through the conductive aluminum sheet on the back.

înainte de a se întoarce printr-o folie de aluminiu prin spate.

Each silicon cell only puts out half a volt,

Fiecare celulă de silicon are capacitatea de jumătate de volt,

but you can string them together in modules to get more power.

dar le poți cupla în module pentru mai multă energie.

Twelve photovoltaic cells are enough to charge a cellphone,

12 celule fotovoltaice sunt suficiente pentru a alimenta un telefon mobil,

while it takes many modules to power an entire house.

pe când e nevoie de mai multe module pentru a alimenta o casă.

Electrons are the only moving parts in a solar cell,

Electronii sunt singurul element care se mișcă într-o celulă solară

and they all go back where they came from.

și toți se întorc în locul din care au plecat.

There's nothing to get worn out or used up,

Nu e nimic care se uzează sau se pierde,

so solar cells can last for decades.

deci panourile solare pot funcționa timp de decenii.

So what's stopping us from being completely reliant on solar power?

Dar ce ne oprește să ne bazăm doar pe energia solară?

There are political factors at play,

Sunt factori politici în joc,

not to mention businesses that lobby to maintain the status quo.

ca să nu vorbim de afaceri care fac lobby pentru a menține acest status quo.

But for now, let's focus on the physical and logistical challenges,

Dar deocamdată să ne concentrăm pe provocările fizice și logistice,

and the most obvious of those

iar cel mai evident e faptul

is that solar energy is unevenly distributed across the planet.

că energia solară nu e distribuită uniform pe întreaga planetă.

Some areas are sunnier than others.

Unele zone sunt mai însorite decât altele.

It's also inconsistent.

E de asemenea inconstantă.

Less solar energy is available on cloudy days or at night.

În zilele înnorate sau noaptea e disponibilă mai puțină energie solară.

So a total reliance would require

Un sistem solid are nevoie de un mod

efficient ways to get electricity from sunny spots to cloudy ones,

eficient de a transporta electricitatea din locurile însorite la cele înnorate

and effective storage of energy.

și de un mod eficient de stocare a energiei.

The efficiency of the cell itself is a challenge, too.

Eficacitatea celulelor e o provocare, de asemeni.

If sunlight is reflected instead of absorbed,

Dacă lumina e reflectată în loc să fie absorbită,

or if dislodged electrons fall back into a hole before going through the circuit,

sau dacă electronul dislocat cade înapoi în gaură înainte să meargă prin circuit,

that photon's energy is lost.

acea energie e pierdută.

The most efficient solar cell yet

Cele mai eficiente celule solare în prezent

still only converts 46% of the available sunlight to electricity,

transformă doar 46% din energia solară disponibilă în electricitate

and most commercial systems are currently 15-20% efficient.

și majoritatea sistemelor comerciale au o eficiență de 15-20%.

In spite of these limitations,

În ciuda acestor limitări,

it actually would be possible

ar putea fi posibil

to power the entire world with today's solar technology.

să alimentezi întreaga planetă folosind tehnologia actuală.

We'd need the funding to build the infrastructure

Avem nevoie de fonduri pentru a construi infrastructura

and a good deal of space.

și de foarte mult spațiu.

Estimates range from tens to hundreds of thousands of square miles,

Estimările aproximează între zeci și sute de mii de km pătrați,

which seems like a lot,

ceea ce pare destul de mult,

but the Sahara Desert alone is over 3 million square miles in area.

dar deșertul Sahara are peste 4 milioane de km pătrați.

Meanwhile, solar cells are getting better, cheaper,

Între timp, panourile solare devin mai bune și mai ieftine

and are competing with electricity from the grid.

și sunt competitive cu electricitatea de la rețea.

And innovations, like floating solar farms, may change the landscape entirely.

Iar inovațiile precum fermele solare plutitoare ar putea schimba peisajul.

Thought experiments aside,

Lăsând imaginația deoparte,

there's the fact that over a billion people

există peste un miliard de oameni

don't have access to a reliable electric grid,

ce nu au acces la o rețea electrică sigură,

especially in developing countries,

în special în țările în curs de dezvoltare,

many of which are sunny.

dintre care majoritatea sunt însorite.

So in places like that,

Deci în locurile acelea,

solar energy is already much cheaper and safer than available alternatives,

energia solară e deja mai ieftină și mai sigură decât alternativele,

like kerosene.

precum kerosenul.

For say, Finland or Seattle, though,

Pe când pentru Finlanda sau Seattle,

effective solar energy may still be a little way off.

energia solară nu e încă destul de eficientă.