Pannelli solari come funzionano spiegato ai bambini

Definizione di energia solare

Questa è per voi, genitori! Sì, nel titolo c'è scritto energia solare per bambini, ma speriamo che anche voi possiate avere un momento di tregua. Abbiamo raccolto attività legate all'energia solare per un'ampia gamma di età e abbiamo anche fornito una rapida introduzione alla scienza che sta dietro all'energia solare per i bambini. L'energia solare non è solo un argomento STEM divertente, ma è anche uno dei tanti pezzi del puzzle che possono affrontare la crisi climatica che stiamo vivendo.

Se volete consigli su come affrontare una conversazione più seria sul cambiamento climatico con i vostri figli, la serie Life Kit di NPR ha un ottimo podcast di 20 minuti sull'argomento, "Come parlare ai bambini del cambiamento climatico". È una risorsa utile per parlare di questo tema complesso ai ragazzi più giovani e a quelli più grandi.

I pannelli solari sono molto simili alle piante. Mentre le piante utilizzano la fotosintesi per convertire la luce del sole nell'energia di cui hanno bisogno per vivere e crescere, i pannelli solari convertono la luce del sole in energia per alimentare la casa. Ma come fanno i pannelli solari a prendere la luce del sole e a trasformarla in elettricità?

Ogni pannello solare è costituito da molte celle solari collegate tra loro e composte da alcuni strati di materiali. Ci sono due strati di silicio (il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre) racchiusi tra materiale conduttore. Un lato del sandwich di silicio ha elettroni in più (il che lo rende carico negativamente) e l'altro ha buchi in più in cui gli elettroni possono muoversi (il che lo rende carico positivamente).

Quali sono le condizioni speciali necessarie per produrre energia solare?

Con i pannelli solari che spuntano sui tetti del vostro quartiere, gli ambientalisti in erba potrebbero chiedervi: "Come funziona un pannello solare?". L'energia solare è un concetto complesso da spiegare, ma non serve una laurea in fisica per farlo. Con alcune semplici

Un'altra grande risorsa a portata di mano è internet. Il sito web della U.S. Energy Information Administration, Energy Kids, è un buon punto di partenza. Oltre ad aiutare a definire cos'è l'energia, offre anche attività e giochi da consultare.  Il Solar Classroom Lesson Plan è un luogo in cui guardare video su un'energia solare.

Questo è un esperimento per bambini che anche i più piccoli possono capire. Tutto ciò che serve sono due cubetti di ghiaccio. Collocate i cubetti all'esterno del vostro giardino in una giornata di sole, ma non troppo calda. Mettete un cubetto direttamente al sole e l'altro in piena ombra. Chiedete al bambino di indovinare quale cubetto si scioglierà più velocemente. Quando quello al sole si trasforma per primo in una pozzanghera, spiegate che l'energia termica del sole lo ha fatto sciogliere più velocemente.

Misurate la parte superiore del barattolo per assicurarvi che la luce sia adatta, poiché le luci da giardino sono di varie dimensioni. Staccate delicatamente la luce solare dal resto del paletto. Girate la confezione solare e sbirciate sotto per vedere le piccole celle solari all'interno. In questo modo i bambini potranno farsi un'idea di cosa succede all'interno dei pannelli solari giganti. Passate un po' di colla intorno al bordo del barattolo e incastrate la luce solare in cima. A questo punto si può mettere il barattolo all'aperto in pieno sole per un giorno per ricaricarlo. Portatelo in casa per l'ora di andare a dormire e guardatelo illuminare la vostra casa.

Come funzionano i pannelli solari

Da migliaia di anni l'uomo utilizza il sole come fonte di calore. Le famiglie dell'antica Grecia costruivano le loro case per sfruttare al massimo la luce del sole durante i freddi mesi invernali. Negli anni Trenta del XIX secolo, l'esploratore John Herschel utilizzò un collettore solare per cucinare il cibo durante un'avventura in Africa.

Nel 1954, gli scienziati della Bell Telephone scoprirono che il silicio (un elemento che si trova nella sabbia) creava una carica elettrica quando veniva esposto alla luce del sole. Pochi anni dopo, i chip di silicio sono stati utilizzati per alimentare i satelliti spaziali.

Il motivo principale è che l'energia solare ha bisogno del sole, e il sole non c'è 24 ore al giorno. Tuttavia, con il miglioramento della tecnologia e la riduzione dei costi, le aziende energetiche stanno installando un maggior numero di giardini di energia solare per generare energia pulita e rinnovabile.

Ducksters energia solare

Avete mai guardato i pannelli solari sui tetti e vi siete chiesti cosa fanno esattamente e come?    Ebbene, quelle distese hi-tech di vetro scintillante sono in realtà solo un componente di una complessa rete che sfrutta l'energia rinnovabile del sole per fornire elettricità alle abitazioni.

Ogni singolo pannello è costituito da uno strato di celle di silicio, un telaio metallico, un involucro di vetro circondato da una pellicola speciale e un cablaggio.    Per ottenere il massimo effetto, i pannelli vengono raggruppati in "array" (una serie ordinata) e collocati sui tetti o in ampi spazi esterni.    Le celle solari, chiamate anche celle fotovoltaiche, assorbono la luce del sole durante le ore diurne.

All'interno di ogni cella solare si trova un sottile wafer semiconduttore composto da due strati di silicio. Uno strato è caricato positivamente e l'altro negativamente, formando un campo elettrico. Quando l'energia luminosa del sole colpisce una cella solare fotovoltaica, dà energia alla cella e fa sì che gli elettroni si "liberino" dagli atomi all'interno del wafer semiconduttore. Questi elettroni liberi vengono messi in movimento dal campo elettrico che circonda il wafer e questo movimento crea una corrente elettrica.