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Una cella solare può caricare una batteria dalla luce solare naturale o dall'illuminazione artificiale come una lampadina a incandescenza. Una cella solare risponde più o meno allo stesso modo a entrambi i tipi di luce; puoi utilizzare la luce a incandescenza con una cella solare per caricare la batteria di un orologio o di una calcolatrice, a condizione che la luce sia sufficientemente luminosa. La cella converte una gamma di lunghezze d'onda della luce in energia elettrica; sia la luce del sole che la luce a incandescenza contengono queste lunghezze d'onda, quindi la cella solare carica la batteria da entrambe le fonti.
Incandescent vs. Spettro solare
Le luci a incandescenza, il sole e tutte le altre fonti di luce producono ciò che gli scienziati chiamano uno "spettro" - una diffusione di lunghezze d'onda della luce tra cui onde lunghe a infrarossi, luce visibile, onde ultraviolette corte e raggi X. Ogni sorgente ha un modello spettrale distintivo; ad esempio, il Sole genera abbondanti quantità di ultravioletti mentre una lampadina a incandescenza produce pochissimo. Una cella solare risponde alle lunghezze d'onda della luce in diversi modi, convertendo alcune lunghezze d'onda in elettricità ignorandone altre. La cellula corrisponde approssimativamente allo spettro del Sole; elabora i colori chiari visibili ma non può usare le onde infrarosse più lunghe. Poiché lo spettro di una luce a incandescenza è vicino a quello del sole, una cella solare non ha problemi a funzionare sulla sua luce.
Energia dalla luce
Oltre alle sue qualità spettrali, l'energia solare in una giornata di sole ammonta a circa 1.000 watt per metro quadrato sulla superficie terrestre. Tuttavia, una tipica cella solare riceve solo una piccola parte di questo perché le sue dimensioni sono solo di pochi centimetri quadrati. Una lampadina a incandescenza standard produce tra 40 e 100 watt totali e ha la maggior parte dell'energia nelle lunghezze d'onda infrarosse più lunghe. Se tieni una cella solare a pochi centimetri da una lampadina, riceverà una quantità di luce simile a quella del Sole; sebbene il Sole sia di gran lunga più potente, la distanza ravvicinata della lampada a incandescenza compensa la sua minore potenza.
Distanza, tempo e tensione
L'energia ricevuta da una cella solare da una luce a incandescenza diminuisce rapidamente con la distanza. Meno luce cade sulla cella solare, più debole è la sua uscita, quindi impiega più tempo a caricare una batteria. Se la tensione della cella è inferiore a un valore di soglia minimo, diventa impossibile caricare la batteria; ad esempio, una batteria da 12 volt ha bisogno di 12,9 volt per caricarla. Finché la luce brilla intensamente su una cella solare, la tensione non dovrebbe costituire un problema.
Efficienza
La cella solare funziona bene dalla luce del sole o da una lampadina a incandescenza. Tuttavia, l'elettricità delle lampadine deve provenire da qualche parte, come una centrale elettrica alimentata a gas naturale o energia nucleare, che costa denaro. La luce del sole, d'altra parte, è gratuita per la presa. Sebbene il funzionamento di una cella solare sulla luce artificiale funzioni correttamente, è più sensato utilizzare la luce solare.