Svar:
Hej Shogofa! Du kan använda dig av bara solcell och energimätare även om det vore mer intressant att även inkludera en last, dvs en komponent som gör något nyttigt. Detta skulle kunna vara ett motstånd (då har du ett värmeelement) eller en liten likströmsmotor (t.ex. en fläkt).

Sedan är det upp till dig vad du vill göra. Du kan t.ex. studera hur effektiviteten varierar med instrålningen eller så kan du optimera (hitta bästa värdet) på effektiviteten genom att variera motståndet. Videon nedan visar det enklaste försöket där man mäter effekt utan separat last.



Mer dokumentation finns under länk 1 och i fråga [1129]. Länk 1 innehåller även länkar till andra dokument om solceller.

Länk 2 innehåller en utmärkt, utökad och mer detaljerad beskrivning (på engelska) av videon ovan från Paul Doherty på Exploratorium i San Francisco, se http://www.exploratorium.edu/

För att se variationen under dagen kan du läsa av effekten en gång i timmen. En energimätare visar även totala energin, och den kan du använda för att få fram energi/dag.

Du får gärna hänvisa till svar i frågelådan, men som alltid skall du ange källan. Nej, jag har ingen praktisk erfarenhet av solceller. Jag är kärnfysiker.
/Peter E 2016-04-05

Svar:
Figuren nedan från Solar_luminosity visar solens luminositet (röd kurva) under 12 miljarder år. Vi ser att ljusstyrkan var minimum c:a 300 miljoner år efter det att solen bildades. Sedan dess har ljusstyrkan stadigt ökat med c:a 30%.

Istiderna har tidskonstant av storleksordningen 100000 år, se fråga [830].

På kort sikt (några tusen år) är alltså ändringar i medeltemperaturen hos jorden inte orsakat av ändringar i solarkonstanten (fråga [13917] och figuren i fråga [20532]) genom ändrad luminositet eller ändringar i jordens rörelse, se fråga [830]. Den helt överskuggande faktorn är förekomsten av växthusgaser, se fråga [12668].

Lägg märke till den stora ökningen i luminositet från åldern 10 miljarder år. Den beror på att bränslet i centrum (väte) börjar ta slut. Solens kärna kontraherar och yttre delarna expanderar. Större radie (blå kurva) betyder högre luminositet. Vid 10 miljarder år börjar yttemperaturen (grön kurva) minska, och solen börjar utvecklas till en röd jättestjärna.

/Peter E 2017-01-19

Svar:
Låt oss först se hur solen är uppbyggd.

I solens centrum är temperaturen c:a 15 miljoner K. Det är här solen producerar sin energi genom kärnreaktioner, se fråga [12547]. Energin transporteras sedan med strålning (inre delarna) och konvektion. (yttre delarna). Transporten med strålning är emellertid en mycket långsam process eftersom fotonerna hela tiden kolliderar med joner och försvinner i en slumpmässig riktning - nästan lika sannolikt inåt som utåt.

Man väntar sig att temperaturen i solen skall minska när man går längre ut från energikällan i centrum. Detta är helt analogt med att en järnstång med ena ändan i en eld är varmare nära elden. Det är värmeledningsförmågan som bestämmer hur varm den andra ändan är. Hög värmeledningsförmåga medför att även den icke uppvärmda ändan blir varm.

Fotosfären är solytan vi ser när vi observerar solen i synligt ljus. Innanför fotosfären är solen inte transparent (ogenomskinlig, hög opacitet) för ljus.


Kromosfären - är så tunn att den är transparent. En utsänd foton har alltså en hygglig chans att ta sig ut. Detta gör att kylningen blir mer effektiv, så temperaturen blir lägre än vid fotosfären. Kromosfären är det kallaste lagret hos solen. Lägsta temperaturen, c:a 4100 K, är c:a 500 km ovanför fotosfären. Kromosfären är det tunna rödaktiga lagret utanför månskivan i bilden nedan av en solförmörkelse.

Koronan är mycket tunn, endast synlig vid totala solförmörkelser. Temperaturen är ett par miljoner K.

Koronans höga temperatur är fortfarande något av ett mysterium. Den kan inte värmas upp direkt genom strålning eftersom det skulle strida mot temodynamikens andra huvudsats att värme kan inte spontant transporteras från en kallare till en varmare kropp, se fråga [15733]). Det måste vara något annat som värmer koronan, t.ex. ljudvågor eller magnetfält, se CoronaCoronal_heating_problem. Denna "accelerator" skulle alltså, analogt med en värmepump, värma upp koronan och orsaka solvinden som vi på jorden kan observera som norrsken, se fråga [19745].

Mellan kromosfären och koronan finns ett tunt övergångsskikt där temperaturen ökar med höjden.

Se vidare länk 1, 2 och SunStructure.

/Peter E 2017-04-18