Return to Video

Com funcionen els panells solars? - Richard Komp

  • 0:08 - 0:11
    La Terra capta molta energia solar:
  • 0:11 - 0:15
    173 000 terawatts.
  • 0:15 - 0:19
    És 10 000 vegades més energia que
    la utilitzada per la població del planeta.
  • 0:19 - 0:21
    És possible que un dia
  • 0:21 - 0:24
    el món pugui dependre completament
    de l'energia solar?
  • 0:24 - 0:26
    Per contestar aquesta pregunta,
  • 0:26 - 0:29
    primer hem d'examinar
    com els panells solars
  • 0:29 - 0:32
    converteixen l'energia solar
    en energia elèctrica.
  • 0:32 - 0:34
    Els panells solars es componen
    d'unes unitats més petites
  • 0:34 - 0:36
    anomenades cel·les solars.
  • 0:36 - 0:39
    Les cel·les solars més habituals
    estan fetes de silici,
  • 0:39 - 0:43
    un semiconductor que és el segon
    element més abundant a la Terra.
  • 0:43 - 0:45
    En una cel·la solar,
  • 0:45 - 0:49
    el silici cristal·lí s'intercala
    entre les capes conductores.
  • 0:49 - 0:54
    Cada àtom de silici està connectat
    als seus veïns per quatre enllaços forts,
  • 0:54 - 0:58
    que mantenen els electrons al seu lloc,
    perquè el corrent no pugui fluir.
  • 0:58 - 0:59
    Aquí està la clau:
  • 0:59 - 1:04
    una cel·la solar de silici utilitza
    dues capes diferents de silici.
  • 1:04 - 1:07
    Una de silici tipus n
    té electrons addicionals,
  • 1:07 - 1:12
    i la de tipus p té espais addicionals
    per als electrons, anomenats forats.
  • 1:12 - 1:14
    Quan els dos tipus es troben,
  • 1:14 - 1:18
    els electrons poden passar
    a través de la unió p/n,
  • 1:18 - 1:20
    deixant una càrrega positiva en un costat
  • 1:20 - 1:23
    i creant una càrrega negativa a l'altre.
  • 1:23 - 1:27
    Imaginem-nos la llum
    com el flux de partícules diminutes
  • 1:27 - 1:28
    anomenats fotons,
  • 1:28 - 1:30
    disparats des del Sol.
  • 1:30 - 1:34
    Quan un d'aquests fotons colpeja en la
    cel·la de silici amb suficient energia,
  • 1:34 - 1:39
    pot arrancar un electró
    del seu enllaç, deixant un forat.
  • 1:39 - 1:43
    L'electró de càrrega negativa i la
    ubicació del forat de càrrega positiva
  • 1:43 - 1:46
    ara es poden moure.
  • 1:46 - 1:49
    Però a causa
    del camp elèctric en la unió p/n,
  • 1:49 - 1:51
    només es mouran en una direcció.
  • 1:51 - 1:53
    L'electró és atret al costat n,
  • 1:53 - 1:56
    mentre que el forat és atret al costat p.
  • 1:56 - 2:00
    Els electrons mòbils són recollits
    per dits metàl·lics prims
  • 2:00 - 2:02
    en la part superior de la cel·la.
  • 2:02 - 2:05
    Des d'allí, flueixen a través
    d'un circuit extern,
  • 2:05 - 2:06
    realitzant treball elèctric,
  • 2:06 - 2:08
    com encendre una bombeta,
  • 2:08 - 2:12
    abans de tornar per la capa d'alumini
    conductora en la part posterior.
  • 2:12 - 2:15
    Cada cel·la de silici només
    produeix la meitat d'un volt,
  • 2:15 - 2:19
    però es poden connectar juntes
    en mòduls per obtenir més energia.
  • 2:19 - 2:23
    Amb 12 cel·les fotovoltaiques
    es pot carregar un telèfon mòbil,
  • 2:23 - 2:26
    mentre que calen molts mòduls
    per alimentar una casa sencera.
  • 2:26 - 2:29
    Els electrons són les úniques
    parts mòbils en una cel·la solar,
  • 2:29 - 2:32
    i tots tornen al seu origen.
  • 2:32 - 2:34
    No hi ha res que es desgasti o s'esgoti,
  • 2:34 - 2:37
    així que les cel·les solars
    poden durar dècades.
  • 2:37 - 2:42
    Llavors, què ens impedeix dependre
    completament de l'energia solar?
  • 2:43 - 2:45
    Hi ha factors polítics en joc,
  • 2:45 - 2:49
    per no dir empreses que pressionen
    per mantenir l'statu quo.
  • 2:49 - 2:53
    Però per ara, centrem-nos
    en els reptes físics i logístics,
  • 2:53 - 2:54
    i el més obvi d'aquests
  • 2:54 - 2:59
    és que l'energia solar es distribueix
    de manera desigual en tot el planeta.
  • 2:59 - 3:01
    Algunes zones són més
    assolellades que altres.
  • 3:01 - 3:03
    També és inconsistent.
  • 3:03 - 3:07
    Hi ha menys energia solar disponible
    en dies ennuvolats o a la nit.
  • 3:07 - 3:10
    Una dependència total necessitaria
  • 3:10 - 3:14
    formes eficients de portar electricitat
    dels llocs assolellats als ennuvolats,
  • 3:14 - 3:17
    i un emmagatzematge eficaç d'energia.
  • 3:17 - 3:20
    L'eficiència de la pròpia cel·la
    és un repte, també.
  • 3:20 - 3:23
    Si la llum del Sol es reflecteix
    en lloc d'absorbir-se,
  • 3:23 - 3:28
    o si els electrons despresos cauen
    en un forat abans de passar pel circuit,
  • 3:28 - 3:31
    l'energia del fotó es perd.
  • 3:31 - 3:33
    La cel·la solar més eficient
  • 3:33 - 3:39
    encara només converteix el 46% de la llum
    solar disponible en electricitat,
  • 3:39 - 3:44
    i la majoria dels sistemes comercials
    són actualment un 15-20% eficients.
  • 3:44 - 3:46
    Tot i aquestes limitacions,
  • 3:46 - 3:47
    en realitat seria possible
  • 3:47 - 3:51
    proporcionar energia al món sencer
    amb la tecnologia solar d'avui.
  • 3:51 - 3:53
    Necessitaríem finançament
    per construir la infraestructura
  • 3:53 - 3:55
    i una bona quantitat d'espai.
  • 3:55 - 3:59
    Les estimacions van des de desenes a
    centenars de milers de km quadrats,
  • 3:59 - 4:01
    que sembla molt,
  • 4:01 - 4:06
    però només el desert del Sàhara té
    quasi 8 milions de km quadrats.
  • 4:06 - 4:09
    Mentrestant, les cel·les solars cada
    vegada són millors, més barates,
  • 4:09 - 4:12
    i competeixen
    amb l'electricitat de la xarxa.
  • 4:12 - 4:17
    Innovacions com els parcs solars flotants
    poden canviar el panorama per complet.
  • 4:17 - 4:19
    Experiments mentals a part,
  • 4:19 - 4:21
    hi ha el fet que
    més de mil milions de persones
  • 4:21 - 4:24
    no tenen accés
    a una xarxa elèctrica fiable,
  • 4:24 - 4:27
    especialment en els països
    en via de desenvolupament,
  • 4:27 - 4:29
    molts dels quals són assolellats.
  • 4:29 - 4:30
    En llocs com aquests,
  • 4:30 - 4:35
    l'energia solar és més barata i segura
    que les alternatives disponibles,
  • 4:35 - 4:36
    com el querosè.
  • 4:36 - 4:39
    No obstant això,
    a Finlàndia o Seattle, per exemple
  • 4:39 - 4:42
    l'energia solar eficaç
    encara pot estar una mica lluny.
Title:
Com funcionen els panells solars? - Richard Komp
Description:

Veure la lliçó completa a: https://ed.ted.com/lessons/how-do-solar-panels-work-richard-komp

La Terra capta molta energia solar: 173 000 terawatts. És 10 000 vegades més energia que la utilitzada per la població del planeta. És possible que un dia el món pugui ser completament depenent de l'energia solar? Richard Komp examina com els panells solars converteixen l'energia solar en energia elèctrica.

Lliçó de Richard Komp, animació de Globizco.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:59

Catalan subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.