Jó sokat tudunk már az otthoni gépeinkről, arról az egy fontos dologról viszont, ami az összes gépünkre igaz, még nem esett szó. Ez pedig nem más, mint az energia.
Az összes gépünk valamilyen energiát használ a működéséhez. Az elektromos gépek az elektromos áramból nyerik az energiát, a fűtéshez például a földgáz elégésekor keletkező hőenergia szükséges. Mindegyik, a villamos és a hőenergia is pénzbe kerül, sokszor nem is keveset kell fizetnünk, hogy az erőművekből érkező energiát az otthoni gépeinkhez használhassuk. A tudósok ezért elgondolkodtak azon, hogyan is tudnánk mi magunk az otthonunkban energiát előállítani. Ebből az elgondolásból született meg a napelem, amit te is biztosan láttál már. Ez az a kékes-fekete csillogó lap egy-egy ház tetején. Mégis honnan szedi a napelem az energiát, és hogyan tudja úgy átalakítani, hogy mi is használhassuk? A kérdés első része nem túl nagy rejtély, mert a napelem pont arról kapta a nevét, hogy a napból nyeri az energiát, ezt hívjuk napenergiának. Azon viszont érdemes elgondolkodni, mit is jelent a napenergia.
A nap energiája
A nap hihetetlenül forró és fényes. Energiája napsugarak formájában érkezik a földre. De mi az energia? Egyszerűen mondva az, amivel egy tárgy vagy ember képes munkát végezni. Például a hajszárító forgatja vele a ventilátort, a gázkazán felmelegíti vele a fűtővizet. A nap sugárzásos energiáját viszont csak úgy tudjuk hasznosítani, ha átalakítjuk. Vannak olyan gépek, amelyek a napenergiát hőenergiává alakítják, ezek a napkollektorok. Vannak aztán olyanok is, amelyek rögtön villamos energiát állítanak elő belőle, amit az otthoni gépeink használni tudnak. Ezeket hívjuk napelemeknek.
Hogyan lesz belőle villanyáram?
Hogy a napelemek miképp alakítják át villamos energiává a napenergiát? Különleges anyagok segítségével (félvezetőknek hívjuk őket), amelyekben bizonyos, töltéssel rendelkező pici részecskék (elektronok) a napenergia hatására vándorolni kezdenek. Azt már korábban megtanultuk, hogy a töltéssel rendelkező részecskék vándorlása nem más, mint maga az áram. Könnyen mondhatnánk hát, hogy akkor kész is van az energiaátalakítás. A valóságban persze ez sokkal bonyolultabb. A napelemben keletkező áramot ugyanis jócskán át kell alakítani ahhoz, hogy a gépeink működjenek vele. A lényeg, hogy a napsugárzás hatására keletkező villamos energia a tetőre szerelt napelemből a vezetékeken keresztül mindenféle bonyolult utakon a ház villamos hálózatába jut, ahol a gépek már használni tudják.
Miért is jó dolog a napelem? Egyrészt mert az energiát a saját házunkban egyenest a naptól kapjuk, így nem kell érte fizetni. Másrészt, mert a napnak rengeteg energiája van, ami folyamatosan újratermelődik – ezért hívjuk megújuló energiának –, így nem kell attól félni, hogy a közeli jövőben elfogy. Ráadásul a napelem energiájával nemcsak az otthoni gépeink működhetnek, hanem akár elektromos autót is feltölthetünk vele. Így egy jó elektromos autóval még a családi utazások költségei is jócskán kisebbek lehetnek.