How do solar panels work? - Richard Komp

Prevodilac: Jelena Kovačević Lektor: Ivana Krivokuća

The Earth intercepts a lot of solar power:

Zemlja prima mnogo solarne energije:

173 thousand terawatts.

173 hiljade teravati.

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

To je deset hiljada puta više energije nego što stanovnici Zemlje koriste.

So is it possible that one day

Pa, da li je moguće da će se jednog dana

the world could be completely reliant on solar energy?

svet u potpunosti oslanjati na solarnu energiju?

To answer that question,

Da bismo odgovorili na ovo pitanje,

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

prvo moramo ispitati kako solarni paneli pretvaraju solarnu u električnu energiju.

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

Solarni paneli su napravljeni od manjih jedinica - solarnih ćelija.

The most common solar cells are made from silicon,

Najčešće su solarne ćelije napravljene od silicijuma,

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

poluprovodnika koji je drugi najčešći element u prirodi na Zemlji.

In a solar cell,

U solarnoj ćeliji,

crystalline silicon is sandwiched between conductive layers.

kristalni silicijum se nalazi u sredini između provodnih slojeva.

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

Svaki atom silicijuma je povezan sa susednim preko četiri čvrste veze

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

koje drže elektrone na mestu, tako da energija ne može da protiče.

Ključno je sledeće:

Here's the key:

a silicon solar cell uses two different layers of silicon.

silicijumska solarna ćelija koristi dva različita sloja silicijuma.

An n-type silicon has extra electrons,

N-tip silicijuma ima višak elektrona,

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

a p-tip ima višak prostora za elektrone, koji se nazivaju šupljine.

Where the two types of silicon meet,

Na mestu gde se dva tipa silicijuma spajaju,

electrons can wander across the p/n junction,

elektroni mogu da lutaju preko p/n veze,

leaving a positive charge on one side

ostavljajući pozitivno naelektrisanje na jednoj strani,

and creating negative charge on the other.

i stvarajući negativno na drugoj.

You can think of light as the flow of tiny particles

Svetlost se može posmatrati kao protok sitnih čestica zvanih fotoni,

called photons,

shooting out from the Sun.

koje šalje Sunce.

Kada jedan od fotona udari u ćeliju silicijuma

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

dovoljnom količinom energije,

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

on može da pomeri elektron iz svoje veze, ostavljajući prazan prostor.

The negatively charged electron and location of the positively charged hole

Negativno naelektrisani elektron i lokacija pozitivno naelektrisane rupe

are now free to move around.

tada slobodno mogu da se kreću.

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

Međutim, zbog električnog polja u p/n vezi,

they'll only go one way.

oni će se kretati samo u samo jednom pravcu.

The electron is drawn to the n-side,

Elektron će otići na n-stranu,

while the hole is drawn to the p-side.

a šupljina će se pomeriti na p-stranu.

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

Pokretni elektroni okupljaju se na tankom metalnom kontaktu na vrhu ćelije.

From there, they flow through an external circuit,

Odatle, oni idu u izlazno električno strujno kolo,

doing electrical work,

radeći svoj elektronski posao

like powering a lightbulb,

kao što je napajanje sijalice,

before returning through the conductive aluminum sheet on the back.

pre povratka kroz provodni aluminijumski lim sa zadnje strane.

Each silicon cell only puts out half a volt,

Svaka silicijumska ćelija daje energiju od svega pola volta,

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

ali se one mogu povezati u panele da bi emitovale više energije.

Twelve photovoltaic cells are enough to charge a cellphone,

Dvanaest fotovoltažnih ćelija je dovoljno da se napuni telefon,

while it takes many modules to power an entire house.

ali je potrebno mnogo više panela da se cela kuća snadbeva energijom.

Electrons are the only moving parts in a solar cell,

Elektroni su jedini pokretni elementi u solarnoj ćeliji,

and they all go back where they came from.

i svi se vraćaju nazad na početnu tačku.

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

Ne postoji ništa što se može istrošiti ili potrošiti,

so solar cells can last for decades.

pa solarna ćelija može trajati decenijama.

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

Pa šta nas sprečava da se u potpunosti oslonimo na solarnu energiju?

There are political factors at play,

Politički faktori su u igri,

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

da ne spominjemo firme koje lobiraju da se održava status kvo.

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

No, za sada, hajde da se skoncentrišemo na fizičke i logističke izazove,

and the most obvious of those

i najočigledniji od njih

is that solar energy is unevenly distributed across the planet.

je da je solarna energija neravnomerno raspoređena po planeti.

Some areas are sunnier than others.

Neka područja su više osunčana od drugih.

It's also inconsistent.

Takođe je nestalna.

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

Manje solarne energije je dostupno oblačnim danima ili tokom noći.

So a total reliance would require

Zato bi potpuno oslanjanje na solarnu eneriju zahtevalo

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

efikasne načine dobavljanja elektriciteta od osunčanih do oblačnih delova,

and effective storage of energy.

kao i efikasno skladištenje energije.

Efikasnost same ćelije je takođe izazov.

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

If sunlight is reflected instead of absorbed,

Ako se sunčeva svetlost odbija umesto da se upije,

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

ili ako iseljeni elektroni upadnu u šupljinu umesto da prolaze kroz kolo,

that photon's energy is lost.

energija tog fotona je protraćena.

The most efficient solar cell yet

Čak i najefikasnija solarna ćelija za sada

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

konvertuje svega 46% dostupne sunčeve svetlosti u elektricitet,

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

i većina komercijalnih sistema trenutno je efikasno 15-20%.

In spite of these limitations,

Uprkos ovim ograničenjima,

it actually would be possible

bilo bi ipak moguće

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

da se ceo svet napaja energijom uz sadašnju solarnu tehnologiju.

We'd need the funding to build the infrastructure

Bila bi nam potrebna finansijska sredstva za građenje infrastrukture,

and a good deal of space.

ali i podosta prostora.

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

Prema procenama, veličina bi varirala od desetina,

do stotina hiljada kvadratnih kilometara, što zvuči kao mnogo,

which seems like a lot,

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

ali samo Sahara ima površinu veću od 7,5 miliona kvadratnih kilometara.

Meanwhile, solar cells are getting better, cheaper,

U međuvremenu, solarne ćelije postaju bolje, jeftinije,

and are competing with electricity from the grid.

i postaju ozbiljan konkurent umreženoj električnoj energiji.

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

Osim toga, inovacije kao što su plutajuće solarne farme

mogle bi u potpunosti izmeniti krajolik.

Thought experiments aside,

Misaone eksperimente na stranu,

there's the fact that over a billion people

činjenica je da više od milijardu ljudi

don't have access to a reliable electric grid,

nema pristup pouzdanoj električnoj mreži,

especially in developing countries,

pogotovo u zemljama u razvoju,

many of which are sunny.

od kojih su mnoge dobro osunčane.

So in places like that,

Dakle, na takvim mestima, solarna energija

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

već sada je mnogo jeftinija i bezbednija u odnosu na dostupne alternative,

like kerosene.

kao što je kerozin.

For say, Finland or Seattle, though,

Ipak, za Finsku ili Sijetl,

effective solar energy may still be a little way off.

efikasna solarna energija možda ipak neće biti tako brzo dostupna.