Kuinka aurinkokenno toimii?
Aurinkokenno
Aurinkokenno on laite, jolla auringon säteily muunnetaan sähköenergiaksi valosähköisen ilmiön avulla. Kennon toiminta perustuu kahteen pääperiaatteeseen: saapuva fotoni synnyttää absorboivaan puolijohteeseen varauksenkuljettajia, jotka kerätään kulutuslaitteeseen tai akkuihin. Aurinkosähköä voidaan tuottaa myös infrapunavalosta. Yleisimpiä aurinkokennojen materiaaleja ovat yksikiteinen pii, monikiteinen pii, galliumarsenidi ja amorfinen pii.
Ekorakentaminen
Aurinkoenergia on saasteetonta. Aurinkoenergiaa voi hyödyntää kahdella tavalla, passiivisesti tai aktiivisesti. Hall–Héroult-menetelmä
Elektrolyysikennoja käytetään tehtaissa 24 tuntia vuorokaudessa, jottei kennojen sula materiaali kiinteydy. Lämpötilaa kennoissa ylläpidetään sähköresistenssin avulla. Hiilestä koostuvan anodin hapettuminen lisää kennon energiatehokkuutta, mutta johtaa sen kulumiseen ja hiilidioksidin muodostumiseen. Aurinkoventtiili
Kun aurinko laskee, tanko jäähtyy ja supistuu, jolloin magneettiventtiili kytkee valon jälleen päälle. Aurinkokenno
Los Alamosin laboratorion tutkijat ovat onnistuneet kokeellisesti osoittamaan, että käyttämällä nanokiteistä puolijohdetta voidaan aurinkokennojen tuottaman sähkön määrää nostaa jopa 35 % nykyisestä. Hyötysuhteen nousun taustalla se, että nanokiteinen puolijohde vapauttaa useita elektroneja kerralla ja käyttää kennoon tulevien fotonien energian tarkemmin kuin aiemmin. Kennon perusperiaate ei muutu miksikään, vaan keksinnössä on kyse kuljettajien moninkertaistumiseksi kutsutun ilmiön, joka on tunnettu 1950-luvulta lähtien, hyödyntämisestä: kennoon tuleva fotoni irrottaa yhden elektronin puolijohteesta, mutta ylimääräinen energia ei muutukaan lämmöksi vaan se siirtyy törmäysionisaatioksi kutsutussa prosessissa toiselle elektronille. Hyötysuhteen huomattava nosto edellyttää nanoluokan puolijohteita, sillä perinteisin menetelmin hyötysuhde kasvaisi vain noin prosentilla. Käytännössä edellä kuvattu ilmiö tarkoittaa fotonin osumasta irtoavien elektronien määrän kaksinkertaistumista. Aurinkokenno
Kansainvälisellä energiajärjestöllä (IEA) on Photovoltaic power systems –ohjelma, jossa vuonna 2006 oli 21 jäsentä: EPIA, Euroopan Unioni, Alankomaat, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Kreikka, Norja, Portugali, Ranska, Ruotsi, Sveitsi, Tanska, Australia, Israel, Japani, Kanada, Korea, Mexico ja Yhdysvallat. Sulakarbonaattipolttokenno
Sulakarbonaattipolttokenno ("Molten carbonate fuel cell" (MCFC)) on eräs tyyppi polttokennoista. Se lupaa korkeaa hyötysuhdetta toimiessaan hiilikaasuttimen kanssa. Se ei myöskään vaadi kovin puhdasta polttoainetta, vaan pysty käyttämään jopa hiiliyhdisteitä polttoaineena. Kenno toimii noin 650 °C:n lämpötilassa ja sopii hyvin sähkölaitoskäytöön, sillä jäteveden lämpötila on riittävän korkea hyötykäyttöön. Auringon säteily
Auringon säteily on Auringon säteilemää sähkömagneettista säteilyä. Tämän lisäksi Aurinko "säteilee" hiukkasia muodostaen nk. aurinkotuulta. Sähkömagneettinen säteily vapautuu Auringon ytimessä tapahtuvissa fuusioreaktioissa. Säteilyn spektri on lähellä 5 800 K mustan kappaleen säteilyä. Noin puolet säteilystä on näkyvää valoa ja toinen puoli infrapunasäteilyä. Siinä on myös jonkin verran ultraviolettisäteilyä. Solar Dynamics Observatory
Solar Dynamics Observatory (SDO) on tähtitieteellinen satelliitti, joka tutkii Aurinkoa. Sen tavoitteena on tutkia, kuinka Auringon magneettikenttä on syntynyt ja millainen on sen rakenne. Lisäksi satelliitin avulla on tarkoitus selvittää, kuinka magneettinen energia siirtyy heliosfääriin ja siitä edelleen avaruuteen aurinkotuuleksi. SDO-satelliitin odotetaan tarjoavan mittaustuloksia, joiden avulla opimme ymmärtämään paremmin emotähtemme toimintaa ja sen vaikutusta planeettaamme. Tämä satelliitti kuuluu Nasan "Living With a Star" -ohjelmaan. SDO laukaistiin 11. helmikuuta 2010. 
Satelliitti kiertää maapalloa geosynkronisella radalla. Se on ylittänyt minimitoiminta-ajaksi suunnitellut viisi vuotta. Valokenno
Monien muiden elektroniikan komponenttien tapaan myös valokennot tehdään puolijohteista, joissa olevien vapaiden varauksenkuljettajien määrää voidaan säädellä seostuksella: puhtaaseen piihin tai muuhun puolijohteeseen lisätyt epäpuhtaudet määräävät puolijohteen käyttäytymisen. Uusiutuva energia Saksassa
3 miljoonaa saksalaista asuu aurinkotalossa. 800 000 rakennusta kerää auringosta aurinkokennoilla (PV Photo Voltage)) sähköä tai aurinkokeräimillä lämpöä. Saksassa aurinkolämpö työllistää 12 500 ihmistä ja aurinkokennot (PV) 30 000 ihmistä (2005). Aurinkolentokone
Aurinkolentokone on lentokone, joka käyttää voimanlähteenään aurinkoenergiaa. Aurinkokenno
Vuosina 1886–1900 saksalaiset fyysikot Wilhelm Hallwachs ja Philipp Lenard tutkivat yksityiskohtaisesti valosähköilmiötä ja saivat melko odottamattomia tuloksia: monokromaattisen valon osuessa kennoon elektroneja ei irtoa ellei käytetyn valon taajuus ollut korkeampi kuin rajataajuus; käytetyn valon intensiteetti ei vaikuta pysäytysjännitteeseen (jännite, jolla elektronien kulku katodilta anodille saadaan estettyä). Klassinen fysiikka ei kyennyt selittämään valosähköilmiön ominaisuuksia, vaan siihen vaadittiin elektronia ja Max Planckin kvanttihypoteesia. Vuonna 1905 Albert Einstein kehitti valosähköilmiölle tarkan analyysin olettamalla, että valonsäde koostuu pienistä energiapaketeista, joita hän kutsui fotoneiksi tai kvanteiksi. Osuessaan kappaleen pintaan fotoni absorboituu elektroniin, mutta vastoin klassisen fysiikan käsitystä energian siirtymisestä elektroni saa joko koko fotonin energian tai ei mitään. Jos absorboituvan fotonin energia on suurempi kuin irrotustyö, elektroni voi paeta pinnalta. Suurempi intensiteetti taajuuden pysyessä samana tarkoittaa sekunnissa emittoituvien elektronien määrän kasvua eli suurempaa jännitettä. Suurimmalla osalla metalleista rajataajuus on UV-alueella, mutta kaliumin ja cesiumin oksideilla rajataajuus on näkyvän valon alueella. Kiinteäoksidipolttokenno
Kiinteäoksidipolttokenno ("Solid Oxide fuel cell" (SOFC)) on lupaava polttokennotyyppi. Kenno käyttää elektrolyyttinä kiinteää keraamista materiaalia, anodilla pienellä määrällä yttriumia stabiloitua zirkoniumoksidia ja katodilla lantaanilla seostettua mangaania. Tämän ansiosta lämpötila voi nousta lähes 1 000 °C:een ja hyötysuhde jopa 60 prosenttiin. Siten sitä voitaneen käyttää suurissa, paljon voimaa vaativissa sovelluksissa, mukaan lukien teollisuus ja laajat sähkökeskukset. Polttoaineina voidaan käyttää esimerkiksi vetyä, hiilimonoksidia, metanolia ja maakaasua. Kiinteäoksidipolttokennosta on olemassa myös matalan käyttölämpötilan versio LT-SOFC (Low temperature "Solid Oxide fuel cell" (LT-SOFC)). LT-SOFC:n käyttölämpötila on suhteellisen matala ja se vaihtelee noin 300–600 celsiuksen välillä. Aurinkokenno
Aurinkoenergian tärkeä tulevaisuuden sovellutus saattaa olla veden hajottaminen elektrolyyttisesti vedyksi ja hapeksi polttokennoja varten. ESA on kehittänyt aurinkoenergialla kulkevan auton ja Husqvarna ruohonleikkurin. Saksassa asennettiin vuonna 2006 3,5 MW autoihin, liikennevaloihin jms. Etenkin Kiina, Saksa ja Japani tukevat aurinkokennojen rakentamista. Aurinkokenno
Aurinkokennojen kiinnitysjärjestelmien on oltava kestäviä ja pitkäikäisiä, sillä ne ovat jatkuvasti sään armoilla. Itsenäisiin aurinkoenergiajärjestelmiin usein kuuluvat akut on vaihdettava joka viides tai kymmenes vuosi, näihin järjestelmiin saattaa kuulua myös dieselgeneraattori tai pieni tuulivoimala. Isommissa aurinkovoimaloissa käytetään jäljitysjärjestelmiä maksimaalisen energiantuoton saamiseksi eli taulukot on kiinnitetty moottoroituihin kiinnityksiin, jotka pitävät kennot optimaalisessa kulmassa aurinkoon nähden. Jännitteen säätö on tärkeä osa energian tuotantoa, sillä yli- ja alijännitteet voivat olla tuhoisia. Aurinkoenergiajärjestelmien yleistyminen on kiinni järjestelmien hinnasta ja käytettävyydestä sekä niiden eliniästä. Akkuteknologian kehittäminen on äärimmäisen tärkeää, sillä aurinkoenergiajärjestelmiin tarvitaan tehokkaita akkuja, jotka eivät saisi laskea järjestelmän hyötysuhdetta paljoa. Nykytekniikalla akkujen käyttö pienentää hyötysuhdetta noin 20 %. Aurinkokenno
Aurinkokennojen hyötysuhde riippuu kennon valmistusmateriaalien ja -tekniikoiden lisäksi osittain kennoon tulevan säteilyn spektristä. Osa säteilystä heijastuu jo kennon pinnasta, minkä merkitystä pyritään vähentämään valitsemalla mahdollisimman heikosti heijastava materiaali pintaan. Myös säteilyn absorboituminen pintakerroksiin heikentää hyötysuhdetta, minkä merkitys vähenee sopivilla materiaalivalinnoilla. Fysiikassa auringon säteilyn ajatellaan koostuvan pienistä massattomista hiukkasista, fotoneista, jotka sisältävät tietyn määrän energiaa. Aurinkokennoissa fotonit absorboituvat p-tyypin puolijohteeseen vapauttaen elektroneja valosähköisessä ilmiössä, kuljettuaan ensin n-tyypin kerroksen ja pn-liitoksen läpi. Volframi
Aurinkokennoissa voidaan käyttää volframidiselenidi-ohutkalvopinnoitteita (WSe). Volframia käytetään myös ns. älyikkunoissa. Ikkunassa on ohut volframikerros, joka aktivoituu, kun sähkövirta kytketään päälle. Ilman virtaa ikkuna näyttää kirkkaalta, mutta kun virta on päällä volframikerros tummentaa ikkunan. Älyikkunoilla voidaan saavuttaa huomattavia energiasäästöjä erityisesti lämpimissä maissa, joissa niitä voidaan käyttää ilmastointilaitteiden sijasta. Polttokenno
Polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, joihin syötetään reaktioaineita laitteen ulkopuolelta ja näin voidaan tuottaa sähköä pitkäaikaisesti. Ne korvaavat yleensä akkuja, joilla kaikki reaktioaineet ovat kotelon sisällä. Polttokennoa voidaan pitää myös sähkögeneraattorin korvaajana, mikäli polttoaineena käytetään primääriä polttoainetta. Lämpövoimakoneen maksimihyötysuhteen määräävä Carnot'n prosessi ei koske polttokennoa, joten sen sähköhyötysuhde on huomattavasti esimerkiksi dieselgeneraattoria korkeampi. Matalalämpöisten polttokennojen ongelmana on hapetusreaktioiden hitaus, mitä yritetään nopeuttaa katalyyteillä, kuten platinalla. Kallis platina pyritään vaihtamaan halvemmiksi nanomittakaavaisiksi katalyyteiksi. Korkealämpöiset polttokennot eivät välttämättä tarvitse katalyyttia tai niissä voidaan käyttää edullisia katalyyttejä, mutta termodynaaminen tehokkuus laskee lämpötilan noustessa. Näkeminen
Valo saapuu silmään sarveiskalvon läpi mykiöön, jonka edessä on iirishimmennin. Mykiön takana on lasiainen, verkkokalvo ja näköhermo. Silmän pohjalla on verkkokalvo, joka sisältää näkösolut. Sen päällä on suonikalvo ja uloimpana on kovakalvo. Ihmissilmän etuosassa kovakalvo on muuttunut läpinäkyväksi sarveiskalvoksi. Suonikalvo puolestaan on muuttunut etuosassa iirishimmentimeksi, mykiöksi ja säteettäislihaksiksi. Mykiö koostuu useista solukerroksista ja pyrkii korjaamaan sarveiskalvon polttoväliä niin, että terävä kuva muodostuisi verkkokalvolle. Iirishimmennin säätelee silmään pääsevän valon määrää aivan kuin kamerassa .
Verkkokalvon tappi- ja sauvasolujen kautta valoinformaatio kulkee gangliosolujen kautta näkörataa pitkin aivoihin. Tarkan näön alueella foveassa sijaitsee noin 5–6 miljoonaa tappisolua, jotka aistivat värit. Muuta verkkokalvoa peittää noin 120 miljoonaa sauvasolua, jotka ovat herkkiä hämärävalolle. Aluksi signaalit kulkevat näköhermoa pitkin optiseen kiasmaan, josta jatkaa näköjuoste kohti ulompaa polvitumaketta .
Optisessa kiasmassa näköinformaatio menee ristikkäin siten, että vasemmasta silmästä peräisin oleva informaatio kulkeutuu oikeaan aivonpuoliskoon, ja päinvastoin. Myös oikean silmän vasen näkökenttä (nenälinjasta vasempaan) kulkeutuu oikeaan aivopuoliskoon ja vasemman silmän oikea näkökenttä (nenälinjasta oikeaan) kulkeutuu vasempaan aivopuoliskoon. Näön ja liikkeen yhdistämiseen erikoistuneet "ventraalinen" (vatsanpuoleinen) rata ja " dorsaalinen" rata mahdollistaa kyvyn liikkua nähtyä kohti ja tarttua haluttuun esineeseen. Dorsaalinen rata johtaa päälakilohkon aivokuorelle. Aurinkokenno
Yksittäinen aurinkokenno tuottaa suhteellisen pienen jännitteen, joten yleensä aurinkokennot kytketään sarjaan ja asennetaan kehikkoon niin kutsutuksi aurinkopaneeliksi. Valosähköisestä aurinkosähköstä puhuttaessa käytetäänkin yleensä termiä aurinkopaneeli kennon sijaan. Solenoidi
Solenoidi on sähkömagneetti, joka yksinkertaisimmassa muodossaan koostuu "käämistä" (kelaan käämilankaa) ja "ankkurista" (liikkuva rautasydän). Ankkuri vetää, kun käämiin johdetaan sähkövirtaa. Käämi luo magneettikentän, joka vetää ankkuria puoleensa. Solenoidin magneettikentän voimakkuuteen vaikuttaa kelaan johdettu virta, kelan kierrosten määrä, ja sen ytimen permeabiliteetti. Magneettivuon tiheys solenoidin sisällä voidaan esittää muodossa Aurinkotuuli
Aurinkotuulta vastaava ilmiö tunnetaan myös muilla tähdillä. Tällöin sitä nimitetään "tähtituuleksi". Aivan erityisen voimakas tähtituuli on kirkkailla ja suurimassaisilla tähdillä, kuten Wolfin–Rayetin tähdillä. Voimakas tähtituuli aiheuttaa tähden spektriin tyypillisiä P Cygni -profiileja.Aurinkotuuli irtautuu Auringon kuumasta koronasta, kaasukehän hajaantumisvyöhykkeestä saavuttaen koronan äänennopeuden 200 km/s viiden Auringon säteen päässä. Aurinkotuuli ei ole tasaista, vaan siinä on puuskaisuutta ja myrskyjä. Hidas aurinkotuuli irtautuu Auringon päiväntasaajaa lähellä olevilta alueilta, koska siellä Auringon magneettikenttä muodostaa suljettuja silmukoita, jotka pidättelevät kaasun pakoa koronasta. Nopea aurinkotuuli saa alkunsa Auringon napa-alueilta ja ns. koronan aukoista, sillä siellä magneettikentän kenttäviivat ovat avoimia. Siksi aurinkotuuli on planeettojen ratatason ulkopuolella selvästi nopeampaa, tyypillisesti 600–800 km/s. Jos lähellä Auringon päiväntasaajaa sattuu olemaan koronan aukko, se synnyttää nopean aurinkotuulen puuskia planeettojen ratatasoon Auringon pyörimisen tahdissa.
Aurinkotuuli etenee säteittäisesti suoraan Auringosta poispäin, mutta sen mukanaan kuljettama magneettikenttä on tyvestään kiinni Auringossa. Kun kenttäviivojen tyvet seuraavat Auringon pyörimistä, aurinkotuulen magneettikenttä (jota kutsutaan myös planeettainväliseksi magneettikentäksi) kiertyy spiraaliksi. Mitä kauemmas Auringosta edetään, sitä tiukemmalle spiraali on kiertynyt. Maan radan kohdalla magneettikentän kulma aurinkotuulen etenemissuunnan kanssa on keskimäärin 44°. Sen voimakkuus on Maan radan kohdalla tyypillisesti muutama nanotesla eli kymmenestuhannesosa Maan magneettikentän voimakkuudesta maanpinnalla. Galvaaninen kenno
Galvaaninen kenno on kemiallinen systeemi, jossa kemiallista energiaa muuttuu sähköenergiaksi ilman välivaiheita siten, että tätä sähköenergiaa voidaan käyttää työn suorittamiseen. Galvaaninen kenno on siis jännitelähde, joka tuottaa sähkövirtaa elektrodien pinnalla tapahtuvien hapetus-pelkistysreaktioiden avulla. Tämä kenno on vastakohta elektrolyysikennolle, jossa hapetus-pelkistysreaktiot ovat puolestaan pakotettuja ja systeemissä on kytketty elektrodien välille ulkoinen jännitelähde. Solar Impulse
Lentokoneeseen kaavailtujen aurinkokennojen valinnassa ratkaisivat hyötysuhde ja niiden paino. Valitut kennot ovat ohuita yksikidepiikennoja, joiden hyötysuhde on noin 20 %. Revontulet
Auringon säteilyn ominaisuudet vaihtelevat tuntien–satojen vuosien jaksoilla. Tunnetuin jakso on 11-vuotinen auringonpilkkujakso. Revontulia esiintyy yleensä eniten samoihin aikoihin kuin auringonpilkkujakin on eniten. Aurinko vaikuttaa planeettojenvälisen magneettikentän suuntaan ja aurinkotuulten nopeuteen ja tiheyteen. Revontulet ja maan magneettikentän aktiivisuus liittyvät Auringosta lähtöisin oleviin hiukkaspurkauksiin. Auringon protonihiukkasvuon ja UV- ja röntgensäteilyn äkillinen kasvu vaikuttavat Maan ionosfääriin ja sitä kautta muun muassa lyhytaaltoja käyttäviin radioyhteyksiin (mm. SID, PCA). Polttokenno
Vedyllä toimivista polttokennoista vapautuu sähköenergian lisäksi lämpöä ja puhdasta vettä. Koska vetyä ei esiinny maapallolla vapaana, se on aina irroitettava jostakin molekyylistä. Vety on sekundäärinen energian lähde. Aurinkokenno
Aurinkokennojen tuotantoalueet vuonna 2007 jakautuivat seuraavasti: Eurooppa 29 %, Japani 25 %, Kiina 22 %, Taiwan 10 %, USA 7 % ja muut 8 %. Aurinkokeräin
Aurinkokeräimessä tasomaisen suojapinnan alla on musta absorbaattoripinta, joka lämpenee auringon säteilyn vaikutuksesta. Keräimen sisällä kiertää lämmönsiirtoneste, vesi-glykoli-seos, joka lämpiää. Lämmennyt neste johdetaan lämmönvaihtimen läpi, jolloin neste luovuttaa lämpöenergiaa vesivaraajaan. Varaajassa olevaa lämmitettyä vettä käytetään talon lämmitykseen ja lämpimän käyttöveden lämmitykseen. Ilmakennopatja
Ilmakennopatja on patja, jossa perinteinen jousisto on korvattu ilmakennoilla. Patja on jaettu kennoihin, jotka on yhdistetty toisiinsa ilmakanavilla. Ilmakanavien kautta paine pääsee tasaantumaan samanlaiseksi jokaiseen kennoon, jolloin patja myötäilee ja tukee vartaloa tasaisesti joka kohdasta. Aurinkokenno
Saharan reuna-alueiden ja muiden vastaavien kuivien alueiden varustaminen aurinkokennojen käyttämillä kastelujärjestelmillä on eräitä suuria haaveita, joiden toteutuminen helpottuu tekniikan kehittyessä. Aurinkokello
Aurinkokellon osoitin eli "gnomon" sijoitetaan leveysasteesta riippuen eri tavoin, jotta vuoden mittaan saadaan yhdenmukainen sarja varjoja. Gnomonin ja vaakatason kulmaksi asetetaan sama kuin leveysaste, jolloin gnomon on yhdensuuntaisesti Maan akselin kanssa. Pohjois- ja etelänavalla gnomon on siis pystysuorassa mutta päiväntasaajalla vaakasuorassa. Polttokenno
Polttokennot voidaan luokitella polttoaineen tai elektrolyytin mukaan. Polttokennot voivat toimia muun muassa vedyllä, ammoniakilla, hiilellä, hiilimonoksidilla, metanolilla, etanolilla, propaanilla, butaanilla, maakaasulla, dieselillä, alumiinilla, magnesiumilla ja sinkillä. Canal Saint-Denis
Laivat toimivat sähköllä ja ne on varustettu aurinkokennoilla, jotka tuottavat noin 20 % niiden tarvitsemasta energiasta. Ne käyttävät päivässä energiaa 100–120 kilowattituntia, mikä on vain noin kolmasosa linja-autojen tai tavallisten laivojen energiankulutuksesta. Ne kuljettavat päivittäin noin 3600 matkustajaa. Auringon kulkureitti
Auringon kulkureittiä sovelletaan aurinkokennojen ja aurinkokeräinten asentamiseksi optimaaliseen kulmaan suhteessa Auringon kulmaan eri vuodenaikoina, jotta energiansaanti per pinta-ala voitaisiin maksimoida vuoden aikana. Myös Auringon kulkureittiä hyödynnetään arkkitehtuurissa rakennusten sijoittamiseksi ilmansuuntien mukaisesti ja hallitsemalla rakennuksen sisätilojen valoisuutta luonnonvalon avulla sekä lämpöenergian sisätilaan pääsyn estämiseksi passiivisin keinoin erilaisilla rakenteilla. Arkkitehtuuriin on syntynyt aurinkoarkkitehtuurin koulukunta. Aurinkopuisto
Aurinkovoiman keräämiseen käytetään aurinkopaneeleja, joka PV-moduulien kautta muuttaa valon suoraan sähköksi. Tämä menetelmä eroaa keskittävästä aurinkovoimasta. Polttokennoauto
Polttokenno tuottaa sähköä yleensä vedystä ja hapesta. Vety valmistetaan sähkön avulla vedestä ja säilötään tankkeihin ja happi saadaan ilmasta. Kennon tuottama sähkö varastoidaan akkuihin, joita voidaan ladata myös jarrutuksen aikana. Akusta (tai vaihtoehtoisesti suoraan polttokennosta) sähkö johdetaan sähkömoottoriin (sarjahybridi; sähköä tuotetaan jollain voimanlähteellä, josta se siiretään sähkömoottoriin. Sarjahybridi-termiä käytetään lähinnä niiden autojen yhteydessä, joissa sähkö tuotetaan polttomoottorilla, kun taas vetypolttokennon tapauksessa puhutaan yleensä vetyhybridistä). Auringonpilkku
Auringonpilkun keskiosan lämpötila on noin 4 500 °C, kun muualla fotosfäärissä Auringon pintalämpötila on vajaat 6 000 °C. Pilkut aiheutuvat voimakkaista paikallisista magneettikentistä, ja niitä voi esiintyä joko yksin tai ryhminä. Ne näyttävät liikkuvan fotosfäärissä, koska Aurinko pyörii akselinsa ympäri. Pilkun ympäristöä alhaisempi lämpötila johtuu magneettikentästä, joka estää konvektion eli lämmön vaikutuksesta sisältä nousevat kaasuvirtaukset. Aurinkokeitin
Aurinkouuni on auringon säteilyllä ruokaa lämmittävä uuni, jollaisia on alettu käyttää aurinkoisissa kehitysmaissa polttopuun säästämiseksi. Aurinkokenno
"Katso myös tilastot aurinkoenergian tuottaminen artikkelissa Aurinkoenergia." Aurinkokenno
Vuonna 2004 10 suurimman yrityksen osuus oli 80 % markkinoista ja loput jakautui 30 yrityksen kesken. Vuoden 1,2 GW:n aurinkokennojen lisäys jakautui yritysten kesken järjestyksessä seuraavasti: Sharp (jp) 27 % (314 MW), Kyocera (jp) 9 %, BP Solar (us, es, aut, in) 7 %, Q-Cells (de) 6 %, Mitsubishi Electric (jp) 6 %, Shell Solar (us, de) 6.0%, Sanyo (jp) 5 %, RWE – Schott Solar (de, usa) 5 %, Isofoton (es) 5%, Motech (tw) 3% ja muut 20 %. Ala on nopeasti kasvava. Juno (luotain)
Luotaimen massa on 3 625 kg.
Juno on ensimmäinen Jupiteria tutkiva luotain, joka käyttää aurinkopaneeleita voimanlähteenään. Aikaisemmat Jupiteria tutkineet luotaimet (Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager, Cassini-Huygens ja Galileo) käyttivät RTG-generaattoria voimanlähteenään. Aurinkokennojen valmistuksessa saavutetut edistysaskeleet mahdollistavat aurinkopaneelien käytön 5 AU:n päässä Auringosta. NASA käyttää kuitenkin jatkossakin RTG-generaattoreita muissa luotaimissaan. Junon aurinkokennojen pinta-ala on 60 neliömetriä, mikä tuottaa 15 kilowattia Maan kiertoradalla, mutta vain 486 wattia saavutettaessa Jupiterin kiertoradalle, mikä vähenee edelleen 420 wattiin Jupiterin tuottaman ionisoivan säteilyn vaurioittaessa aurinkokennoja. Aurinkokenno
Google suunnitteli vuonna 2006 rakentavansa 1,6 MW:n järjestelmän pääkonttoriinsa. Kalifornian kuvernööri Arnold Schwarzeneggerin tavoite on asentaa Kaliforniaan 3 000 MW:n aurinkokennoja (2017). Kello
Ensimmäinen käyttöön otettu ajan mittari oli maahan pystytetty keppi, jonka avulla ihmiset saattoivat päätellä varsin tarkasti, kuinka suuri osa päivästä oli kulunut ja paljonko oli vielä jäljellä ennen auringonlaskua. Tikku heitti maahan varjon, joka liikkui sitä mukaa kuin Aurinko taivaalla. Tästä alkeellisesta ajanmittarista kehitettiin noin 3500 eaa. aurinkokello, joka oli ensimmäinen varsinainen kellotyyppi. Siinäkin oli uloke, jonka varjo liikkui auringon mukaan pyöreällä, kahteentoista sektoriin jaetulla alustalla. Nämä sektorit vastasivat päivän kahtatoista tuntia, joskaan tuohon aikaan tunti ei ollut vielä vakiintunut käsite. Tämän vuoksi päivän, ja niin ollen myös tuntien, pituus vaihteli muun muassa vuodenaikojen mukaan. Aurinkokello oli pitkään hallitseva ajanmittari, mutta siitä tekee epäkäytännöllisen se, että sen toimivuus on kiinteästi sidottu Auringon valoon. Jos taivas on pilvinen tai on yö, ei aurinkokelloa voi käyttää, koska Auringon valo ei heitä varjoa. Aurinkojäähdytys
Käytännössä sovelletuin jäähdytysratkaisu on tuottaa aurinkokennoilla sähköä ja käyttää sillä normaalia jäähdytyskompressoria. Tyyppillisen lämpöisellä alueella, esimerkiksi USA:n etelävaltioissa sijaitsevan talon jäähdytyskompressorin tehon tarve on noin 7 kW. Tällaisen tehon saaminen aurinkokennoilla vaatii noin 30 neliömetriä aurinkokennoja. Koska jäähdytystä tarvitaan pilvisinä päivinä ja öisinkin, niin aurinkokennot eivät yksin riitä. Aurinkojäähdytyksen energiatarvetta voidaan pienentää käyttämällä passiivista aurinkojäähdytystä, joka on rakennusten suojaamista suoralta aurinkonpaisteelta ja talojen parempaa eristämistä ulkoilman lämmöltä. Albert Einstein
Arkipäivän tasolla Einsteinin vaikutus on ollut mullistava. Jo vuonna 1917 Einstein esitteli stimuloidun emission, joka myöhemmin toteutettiin laserina. Valokennojen toiminta perustuu valosähköiseen ilmiöön, jonka Einstein selitti ja loi siten pohjan sen kehittämiselle aurinkokennojen ja ovisilmien kaltaisiin käytännön sovelluksiin. Lisäksi Einsteinin keskeinen oivallus oli se, että valo kvanttiutuu luonnostaan. Tämä loi pohjaa kvanttimekaniikalle, jota käytetään sellaisenaan esimerkiksi kemiassa proteiinien laskostumisen simulointiin lääkekehitystä varten sekä elektroniikkatutkimuksessa. Suhteellisuusteorian merkittävä käyttökohde on GPS-paikannus. Suoranaista hyötyä tavoittelemattoman perustutkimuksen ulkopuolella Einstein myös paransi jääkaapin toimintaa kehittämällä tehokkaampia lämpöpumppuja. Ydinparisto
Termovalosähköinen kenno toimii samalla periaatteella kuin aurinkokenno, mutta muuttaa kuuman kappaleen säteilemiä infrapuna-fotoneja sähköksi. Hyötysuhde on hieman korkeampi kuin lämpöpareilla. Aurinkokenno
Vuonna 2004 piipohjaiset materiaalit hallitsivat markkinaosuuksissa: polykiteinen pii 62 %, yksikiteinen pii 29 %, amorfinen pii 5 % ja nauhapii () 4 %. Ohutkalvotekniikan (polykiteinen kadmium-telluridi CdTe, kupari-indium-gallium-diselenidi [CIGS] ja amorfinen pii [a-Si]) markkinaosuus oli alle 10 % (2004). Ohutkalvotekniikat muun muassa säästävät puolijohdemateriaalikustannuksissa ja mahdollistavat automaation lisäämisen. Tekniikka saattaa kehittyä muita edullisemmaksi. Aurinkokello
Aurinkokello on ajanmittausväline, joka perustuu auringonvaloon ja Auringon sijaintiin taivaalla. Useimmissa aurinkokelloissa osoitin luo varjon alustaan, josta kellonaika voidaan lukea. Aurinkoenergia
Auringon säteilyn intensiteetti Maan kiertoradan etäisyydellä Auringosta on noin 1,4 kW/m², kun se mitataan suorassa kulmassa suhteessa aurinkoon. Maan pinnalle kohdistuva kokonaisteho on noin 170 000 TW, mutta käytännössä siitä ei voida hyödyntää kuin pieni osa. Säteilystä heijastuu suoraan takaisin suunnilleen 30 prosenttia. Aurinkokenno
Satelliittiaurinkovoima on kallista ja toistaiseksi vasta tutkimusasteella. Japani ja Yhdysvallat ovat suunnitelleet lähettävänsä avaruuteen aurinkovoimaloita eli satelliitteja, joihin on kiinnitetty kilometrien pituisia aurinkokennoja. Tuotettu sähkö siirrettäisiin maahan ilmeisesti mikroaalloilla tai IR-laserilla. Nasa esitti jo 1970-luvulla avaruusvoimalan rakentamista. Suunnitelman mukaan se olisi riittänyt kattamaan koko Yhdysvaltain sähköntarpeen. 1980-luvulla oli huhuja, että Neuvostoliitto kokeili langatonta sähkönsiirtoa avaruudesta maahan. Tässä tekniikassa on niin suuria turvallisuusongelmia, että se ei toteutune lähitulevaisuudessa. Myös kuuhun on suunniteltu sijoitettavan aurinkopaneeleja ympäri kuuta, muodostaen aurinkopaneeliketjun, jolla saataisiin sähkö tulevaisuuden kuutukikohdille vuorokauden ajasta riippumatta. Perovskiitti-aurinkokenno
Perovskiitti-aurinkokenno on aurinkokennotyyppi, jossa on perovskiitti-kiderakenteinen valoa sieppaava osa. Vuonna 2016 perovskiittikennot ovat vasta peruskehitysvaiheessa. Tutkimusolosuhteissa on saavutettu 20,3 prosentin hyötysuhde. Auringon aktiivisuus
Auringon aktiivisuus on auringon magneettisten ilmiöiden runsautta. Jos aurinko on hyvin aktiivinen, siinä on runsaasti auringonpilkkuja. Erilaiset auringonpurkaukset, auringonpilkut ja auringon kaasukehän, kromosfäärin, säteilyn voimakkuus ovat Auringon aktiivisuutta. Auringon aktiivisuus vaihtelee 11-vuotisen auringonpilkkujakson mukana. Auringonpilkkujen määrä vaihtelee huomattavasti tämän jakson mukana. Minimissä pilkkuja on vähän tai ei ollenkaan, ja maksimissa suuri määrä. Auringonpilkut jotka ovat magneettikentän napoja, synnyttävät voimakkaita auringonpurkauksia sekä protuberansseja. Auringon aktiivisuus vaikuttaa Maan säähän ja ilmastoon. Mikäli auringonpilkkuja on pitkän aikaa vähän, on kylmää. Pitkillä aikaväleillä auringonpilkkuminimien arvellaan osaltaan aiheuttaneen maassa kylmiä kausia. Aurinkokenno
Aurinkokennotavoitteet: Japani 4 820 MW (2010), Italia 1 000 MW (2015), Korea 1300 MW (2012) ja USA 5–10 GW (2015)(s.100) ja USA 30 GW (2020). EU arvioi, että Saksaan on asennettu 4500 MW aurinkokennoja 2010. Aurinkolämmitys
Aurinkolämmitys tai aurinkolämpö tarkoittaa auringon energian käyttöä lämmitykseen. Aurinkoenergiaa otetaan talteen aurinkokeräimellä, joka muuntaa auringon säteilyä teknisesti käyttökelpoiseksi lämmöksi. Aurinkolämpökeräimet vastaanottavat hajasäteilyä ja keräävät lämpöä myös pilvisellä säällä. Aurinkoarkkitehtuuri
Auringon energiaa voidaan käyttää jäähdyttämiseen siten, että viileää ilmaa vedetään maan alle sijoitetun putken kautta rakennuksen sisälle. Jäähdyttäminen perustuu siihen, että maa pysyy kesäisin viileänä. Ilman vetämiseen käytetään lämmetessään ylöspäin kohoavaa ilmaa, jolloin lämmin poistoilma päästetään katolta ulos ja viileä korvausilma virtaa maan alle sijoitetun putken kautta sisään. Silloin kun jäähdytystarve kasvaa, lämmin ilma kohoaa nopeammin ylöspäin ja vastaavasti viileää ilmaa tulee tällöin tilalle enemmän. Jäähdytyksen toiminta on siis periaatteessa automaattista. Lämpimän ilman muuttuessa viileämmäksi ilman suhteellinen kosteus nousee, joten ilman viilentyessä ilmasta on tehtävä kuivempaa, jotta se olisi rakennuksen sisälle soveltuvaa. Aurinkokenno
Shell Solar vaihtoi 2006 tuotannon Euroopassa perinteisestä piitekniikasta CIS-ohutkalvotekniikkaan (kupari-indiumdiselenidi). PV Industry Assosiation ja Greenpeace arvioivat kapasiteetiksi 200 GW vuonna 2020 ja tuotannon 25 %:ksi koko maailman sähkönkulutuksesta vuonna 2040. The U.S. PV Industry ennustaa Yhdysvaltojen kapasiteetiksi (2020) 36 GW, mikä on alle 5 % tämänhetkisestä potentiaalisesta kapasitettista. Kapasiteetti kasvaa tekniikan kehittyessä. Galvaaninen kenno
Galvaanisen kennon tärkeitä sovelluksia ovat myös primaariset paristot (ei uudelleen ladattavia) sekä sekundaariset paristot eli akut (uudelleen ladattavat). Sähköenergian tuottamiseen voidaan käyttää polttokennoja, joissa reaktiotuotteita syötetään jatkuvasti systeemiin. Fotogalvaanisissa kennoissa säteily saa aikaan kemiallisen prosessin, joka saa aikaan sähkövirran.
Galvaanisen kennon potentiaaliin perustuvan sähkömotorisen voiman mittauksen sovelluksia ovat mm. pH:n mittaukset, aktiivisuuskertoimien määritys, liukoisuustulot, potentiometrinen titraus.
Galvaaninen korroosio on sähkökemiallinen prosessi, jossa toinen metalli syövyttää toisen, kun molemmat metallit ovat sähköisessä kontaktissa samassa elektrolyyttiliuoksessa. Polttokennoauto
Polttokennon energialähteeksi käyvät kaasu, vety tai metaani, alkoholi, kuten metanoli tai etanoli. Polttokenno tuottaa lämpöä, jolloin sitä voi käyttää matkustamon ja ajoneuvon lämmittämiseen. Polttokenno käy suhteellisen puhtaasti, ja lopputuotteina on usein hiilidoksidi ja vesihöyry. Diesel-hybridejä on kokeiltu pyöräkuormaajissa ja kuorma-autoissa. Volvolla on jakeluautona kokeiltu hybridikuorma-autoa. Ilmahehku
Päivällä Auringon säteily hajottaa happimolekyylejä atomeiksi ja irrottaa atomeista elektroneja. Kun atomit taas yhtyvät molekyyleiksi tai vapaat elektronit liittyvät ioneihin, vapautuu energiaa, joka havaitaan säteilynä. Aurinkokenno
Aurinkokennojen suunnittelussa täytyy huomioida se, miten valo osuu kennoon, sillä valo voi joko osua kennoon suoraan tai se saattaa heijastua esimerkiksi pilvistä tai maasta. Keskitinjärjestelmät voivat hyödyntää vain niihin suoraan osuvaa valoa, kun taas litteät kennot pystyvät hyödyntämään heijastuneenkin komponentin. Suoraan kennoon tulevan valon määrä vaihtelee välillä 0–90 %. Aurinkokenno
Aurinkokennossa vapautuvien elektronien saaminen ulkoiseen piiriin on tärkeä osa aurinkoenergiateknologiaa, sillä elektronien siirtämiseen tarvittavat kontaktit eivät saisi peittää kuin korkeintaan muutaman prosentin kennon pinnasta ja niiden pitäisi johtaa hyvin kaikissa suunnissa. Se mitä materiaaleja kontakteissa käytetään ja miten ne asennetaan kennon pinnalle on merkittävä tekijä kennon hyötysuhteen ja hinnan kannalta. Aurinkokennoja kootaan yleensä suuremmiksi kokonaisuuksiksi, joita kutsutaan moduuleiksi ja taulukoiksi. Kokonaisen aurinkoenergiajärjestelmän voi ajatella koostuvan kolmesta osasta: tehontuotto eli aurinkokennot, jotka tuottavat tasavirtaa; kuorma, joka voi olla tasa- tai vaihtovirtaa käyttävä; näiden välissä on erittäin merkittävä, järjestelmän tasapainoksi kutsuttu, osajärjestelmä, joka muuntaa kennon tuottaman sähkön käyttökelpoiseksi kuormalle. Tämä osajärjestelmä sisältää moduulien kiinnitysjärjestelmän, virran ja jännitteen suodatuskomponentit sekä tarvittaessa vaihtosuuntauksen. Myös varastointi kuuluu tähän järjestelmään. Antenni
Antenni on radiolaitteiston osa, jota käytetään lähettämään ja vastaanottamaan sähkömagneettisia aaltoja (radioaaltoja). Lähettävä antenni muuntaa lähettimeltä tulevan suurtaajuisen vaihtosähkön sähkömagneettiseksi säteilyksi. Vastaanottavassa antennissa sähkömagneettinen säteily aiheuttaa antenniin sähkömotorisen voiman.
Antennin tyypillä ja mitoituksella voidaan vaikuttaa huomattavasti siihen, millä tavoin antenni toimii.
Antennit ovat suuntaavia, eli ne eivät säteile samalla tavalla jokaiseen suuntaan. Tätä ominaisuutta kutsutaan vahvistukseksi. Vahvistukseen tietyllä taajuudella vaikuttavat antennin mitoitus sekä paikka ja asento maahan ja muihin heijastaviin tai absorboiviin pintoihin nähden.
Suuntaava antenni ei säteile tehoa enempää kuin mitä siirtolinjasta tulee, vaan kohdistaa sen tiettyihin suuntiin muita enemmän.
Antennin vahvistusta mitataan desibeleissä. Jos verrokkina käytetään vapaassa tilassa olevaa ympärisäteilevää antennia, yksikkönä on dBi. Vahvistusta verrataan myös dipoliantennin vahvistukseen, tällöin yksikkönä on dBd. Dipolin ominaisvahvistus on 2,1 dBi.
Vahvistuksessa otetaan yleensä huomioon myös antennissa tapahtuvat häviöt. Aurinkokenno
Aurinkokennoja käytetään myös voimanlähteenä kokeellisissa autoissa, mutta tehot ovat vielä pieniä ja aurinkoautoilla on toistaiseksi vain kilpailtu Australiassa ja muissa valoisissa maissa. Aurinkokeräin
Aurinkokeräin on laite, joka muuntaa auringon säteilyä teknisesti käyttökelpoiseksi lämmöksi. European Photovoltaic Industry Association
The European Photovoltaic Industry Association (EPIA) on Euroopan aurinkokennoteollisuutta edustava yhdistys. Yhdistyksessä on yli 150 jäsentä, jäsenistön tuotannon kattaessa aurinkosähkön koko valmistusketjun silikaattivalmistuksesta järjestelmätoimituksiin. Yhdistys edustaa 95 % Euroopan ja 80 % koko maailman aurinkokennojen valmistajista. yhdistyksen tarkoituksena on kannustaa aurinkosähkön tuotantoa kansallisella, eurooppalaisella ja maailmanlaajuisella tasolla, ja auttaa yhdistyksen jäseniä kehittämään liiketoimintaansa sekä EU:n sisäisillä, että globaaleilla markkinoilla. Yhdistyksen toimitilat sijaitsevat Brysselissä.. Ajoneuvon vaihtoehtoiset polttoaineet
Sähköauto voidaan varustaa aurinkokennoilla, jolloin saadaan aikaan aurinkoenergialla kulkeva auto , "aurinkoauto". Auringosta saatavan energian suhteellisen niukkuuden vuoksi aurinkoautot rakennetaan keveiksi ja samalla yritetään maksimoida aurinkokennojen pinta-ala. Aurinkoautoissa on mukana myös pieni akku, jolla saadaan enemmän tehoa kiihdytyksiin ja varmistetaan sujuvaa kulkua puolipilvisellä säällä. Aurinkoenergia
Aurinkokennoja käytetään myös satelliiteissa ja joissakin avaruusluotaimissa. Aurinkokenno
Eurooppalainen Q-Cells kaksinkertaisti tuotantonsa 2005. Japanilaiset Sharp ja Kyocera lisäsivät tuotantoaan 30 % vuonna 2005. Sanyo kasvoi neljänneksi suurimmaksi japanilaisyritykseksi seitsemänneltä tilalta. Kiinan aurinkokennotuotanto kolminkertaistui 65 MW:sta 200 MW:iin vuonna 2005. Vuoden 2005 lopussa Kiinan tuotantokapasiteetti oli 300 MW. Kolme kiinalaista yritystä on ilmoittanut laajentavansa tuotantoaan 1500 MW:lla 2008–2010 mennessä (Nanjing CEEG PV Tech, Yingli Solar ja Suntech Power). Planeettojen magneettikentät
Jos planeetan magneettikenttä on voimakas, se vuorovaikuttaa auringosta virtaavan sähköisesti varattuja hiukkasia sisältävän aurinkotuulen kanssa. Aurinkotuuli törmää planeetan magneettikenttään iskurintamassa.. Magnetopaussi on iskurintaman takana oleva planeetan varsinaisen magneettikentän raja, joka on Auringon puolella melko lähellä planeettaa, mutta Auringon vastakkaisena puolena hyvin kaukana Auringosta. Niinpä aurinkotuuli puhaltaa planeetan magneettikentän komeettamaiseksi pyrstöksi. Episykli
Vanhalla ja keskiajalla yleisesti hyväksytyn geosentrisen aurinkokuntamallin kaikki planeetat (Aurinko ja Kuu mukaan luettuna) kiersivät Maata, joka pysyy paikoillaan. Auringon liikkeen taivaankannella tämä malli kykeni selittämään kyllä yksinkertaisesti, mutta planeettojen ratoihin liittyi ongelma: osan vuodesta osa planeetoista näyttää liikkuvan taivaalla taaksepäin. Tämän ilmiön selittämiseksi geosentrisessä aurinkokuntamallissa joudutaan turvautumaan episyklien käyttöön. Aurinkokenno
DSC-kennoilla on saatu 12 prosentin hyötysuhde laboratoriossa ja 9 prosentin hyötysuhde todellisissa käyttöolosuhteissa. Grätzelin mukaan hyötyero piipohjaisiin kennoihin saattaa kaventua todellisissa olosuhteissa, koska DSC-kennon pitäisi toimia tehokkaammin pilvisissä ja jopa sateisissa olosuhteissa. DSC-kenno ei menetä myöskään tehoaan lämpötilan noustessa, kuten piipohjaiset kennot. Polttokenno
Polttokennon ja sähkömoottorin yhdistelmällä saavutetaan ottomoottoria parempi hyötysuhde vaikka polttoaineen hiili jäisikin hyväksikäyttämättä. Vetypolttokennojen sähköinen hyötysuhde on yleensä noin 50 %, mutta kokonaishyötysuhde on nostettavissa yli 90 % mikäli polttokennon käytössä syntyvä lämpö hyödynnetään. Merkittävin ero perinteiseen akkuun on polttokennon helppo ja nopea lataus, sekä mahdollisesti pidempi toiminta-aika tasaisella virransyötöllä. Aurinkoenergia
Aurinkosähköä tuotetaan tavallisesti aurinkokennoilla, jotka muuntavat auringon säteilyä valosähköisen ilmiön avulla sähköenergiaksi. Nykyään yli 80 prosenttia aurinkokennoista on liitetty sähköverkkoon, mutta niitä voidaan käyttää myös sähköverkosta irrallaan. Aurinkokennoja voidaan käyttää pienempimuotoiseen sähköntuottoon sähköverkon ulkopuolella olevilla alueilla ja akkujen avulla turvata sähkön saannin jatkuvuutta. Aurinkoenergia
Aurinkoenergia on auringon säteilemän energian hyödyntämistä sähkö- tai lämpöenergiana. Yleensä termillä tarkoitetaan erityisesti suoraa säteilyenergian hyödyntämistä aurinkokennon tai aurinkokeräimen avulla. Suoran ja epäsuoran aurinkoenergian hyödyntämiseksi on kehitteillä näiden lisäksi monia teknisiä sovelluksia. Aurinko
Ydin on Auringon sisin osa, jossa Auringon energian tuottavat fuusioreaktiot tapahtuvat. Sen läpimitta on noin 350 000 kilometriä, siis noin neljännes Auringon koko läpimitasta. Ytimen tiheys on korkeimmillaan 150 000 kg/m eli noin 150 kertaa veden tiheys. Paine on 225 miljardia ilmakehää. Lämpötila on noin 13 600 000 kelviniä, eli se on huomattavasti lämpimämpi kuin Auringon pinta, jossa lämpötila on 5 800 kelviniä. SOHO-luotaimen mittaustulokset viittaavat ytimen pyörivän pintaa nopeammin. Parker-aurinkoluotain
Fyysikoilla on koko joukko kysymyksiä, joihin yritetään löytää vastausta luotaimen avulla. Esimerkiksi he ovat ihmetelleet, että kun Auringon koronan lämpötila on jopa neljä miljoonaa astetta, niin miksi Auringon pinta on vain noin 5 720. Toinen on aurinkotuulen, joka koostuu protoneista ja elektroneista, supersooninen äänen nopeutta suurempi virtausnopeus. Lisäksi sillä yritetään tutkia aurinkomyrskyjä, jotka syntyvät Auringon pinnalla ja häiritsevät muun muassa radio- ja navigointilaitteita. Luotain on varustettu mittalaitteilla, jotka mittaavat Auringon koronaa, plasman lämpötilaa ja tiheyttä. Siinä on ilmaisin, joka mittaa aurinkotuulen lämpötilaa, tiheyttä ja kiihtyvyyttä. Siinä on myös ilmaisin, joka etsii suurienergiaisia elektroneja, protoneja ja raskaita ioneja. Lisäksi siinä on magnetometrejä, jotka mittaavat magneettikenttiä. Aavikko
Uudenlainen aurinkoenergialaitos on aurinkotorni, jonka keskeisin elementti on korkea torni. Aurinkotornin toimintaperiaate perustuu ilman lämpenemiseen. Aurinko lämmittää maanpinnan läheisyydessä olevaa ilmaa, joka nousee ylöspäin. Ilma ohjataan torniin, jossa se pyörittää turbiineita. Galvaaninen kenno
Kennot jakautuvat kahteen päätyyppiin: kemialliset kennot ja konsentraatiokennot. Kemiallisissa kennoissa elektrodi osallistuu aktiivisesti reaktioon. Tällöin katodielektrodilla muodostuu kiinteää metallia, kun katodimetallin elektrolyysiliuoksessa olevat kationit yhdistyvät vapaisiin elektroneihin. Katodilla tapahtuu näin ollen päällystyminen. Elektronit poistuvat anodilta, minkä seurauksena anodimetallia liukenee sitä ympäröivään elektrolyyttiliuokseen. Toisaalta kemiallinen kenno voi olla myös redox-kenno, jossa sekä hapettunut että pelkistynyt aine ovat liuoksessa, ja elektrodi ei aktiivisesti reagoi vaan toimiin ainoastaan passiivisena elektronien vastaanottajana tai luovuttajana. Konsentraatiokennoissa on eri vahvuisia elektrolyyttiliuoksia ja elektrodit ovat usein samaa materiaalia. 
Erityinen galvaaninen kenno on Daniellin pari (kuva 2), jossa kupari hapettaa sinkkiä. Sinkki toimii siis anodina ja kupari katodina. Liuosten anionit ovat kyseisten metallien sulfaatteja. Sinkkielektrodi liukenee ja kupari päällystyy. Daniellin parissa tapahtuu kennoreaktio: Aurinkokenno
Saksassa aurinkokennoja valmistaa 8 yritystä: Deutsche Cell, ErSol Solar Energy, EverQ, Q-Cells, Scheuten Solar (ennen Shell Solar), Schott Solar, Solarwatt Cells ja Sunways. Vuonna 2007 Saksassa oli yli 10 000 alaan liittyvää yritystä ja 80 osien tuotantoyritystä. German Solar Industry Federation arvioi, että aurinkokennot työllistivät maassa 6000 yritystä ja niiden liikevaihto oli 3,8 miljardia euroa 2006. BSW:n mukaan Saksan myynti oli 5,46 mrd. € vuonna 2007 ja 4,45 mrd. € vuonna 2006. Saksassa oli vuonna 2008 15 tehdasta rakenteilla, mikä vastaa 10 000 työpaikkaa. Saksan työllisyys kasvoi 30 000:sta 40 000:een (50% asennus, 43% tuotanto ja 7% myynti). Lämpösäteily
Useamman kappaleen välisen säteilystä aiheutuvan lämmön siirtymisen laskeminen, kun mukana saattaa olla myös onteoita, edellyttää yhtälöryhmän ratkaisemista radiositeettimenetelmällä. Näissä laskuissa probleeman geometrinen puoli pelkistetään joukoksi lukuja, joita sanotaan näkymä­tekijöiksi ja jotka osoittavat, kuinka suuri osa minkin kappaleen lähettämästä säteilystä osuu mihinkin muuhun kappaleeseen. Tällaisia laskelmia sovelletaan lämmitykseen tarkoitettujen aurinkopaneelien, keittimien ja uunien suunnittelussa sekä myös säteenseurantaan perustuvassa tietokone­grafiikassa.
Kun auringon lämpöä käytetään hyväksi, voidaan käyttää valikoivasti säteilyä absorboivia pintoja. Esimerkiksi kasvihuoneen katto ja seinät ovat suurimmaksi osaksi lasia. Lasi päästää lävitseen näkyvän valon ja lähi-infrapuna­säteilyn, mutta ei kauko­infrapuna­säteilyä, jonka aallon pituus on suurempi kuin 3 µm. Lasi siis päästää auringon valon lävitseen, minkä vuoksi se on läpinäkyvää. Niinpä kasvihuoneen lasiseinät myös päästävät Auringon lämmittävän säteilyn sisään, mutta sisällä olevien kasvien ja muiden lähellä huoneen­lämpötilaa olevien kappaleiden säteilyä se ei päästä lävitseen ulos. Niinpä se ikään kuin vangitsee lämpöä kasvi­huoneen sisään. Tätä sanotaan kasvihuoneilmiöksi, ja sama ilmiö on havaittavissa myös esimerkiksi aurinkoiseen paikkaan pysäköidyssä autossa. Valikoivia pintoja voidaan käyttää myös aurinko­energian keräimissä. Kuinka paljon ne vaikuttavat, voidaan havaita vertailemalla auringon­säteilyn lämmittämien levyjen tasapaino­lämpötiloja. Auringon suuntaan nähden kohtisuoraan pintaan osuu säteilyä keskimäärin 1350 W/m²:n intensiteetillä, joskin tämä niin sanottu aurinkovakio hieman vaihtelee eri vuodenaikoina Maan radan eksentrisyyden vuoksi. Jos levy oletetaan mustaksi kappaleeksi, sen pinnalta lähtevä säteilyteho on tällöin yhtä suuri kuin sen saama Auringon säteilyteho, kun sen lämpötila on 393 K (120 °C). Mutta jos pinta on valikoiva niin, että sen emissiivyys on näkyvällä valolla noin 0,9 mutta aallonpituudeltaan yli 2,0 mikrometrin infrapunasäteilyllä lähellä nollaa, tämä tasapainolämpötila on noin 1250 K (977 °C). Yksinkertaisuuden vuoksi tässä laskelmassa ei ole oetettu huomioon konvektiosta aiheutuvaa lämmön siirtymistä eikä sitä, että ilmakehä ja pilvet absorboivat osan auringon säteilystä, mutta todellisiin tilanteisiin voidaan silti soveltaa samaa teoriaa. Aurinkoenergia
Aurinkosähkön sijaan voisi käyttää nimeä valoenergia tai fotonienergia. Sähköenergiaa voidaan tuottaa myös pimeän aikaan yöllä infrapunasäteilystä. Aurinkotuuli
Koska aurinkotuulen hiukkaset ovat sähköisesti varautuneita, Maan magneettikenttä ohjaa tavallisesti suurimman osan aurinkotuulesta maapallon ohitse. Samalla aurinkotuuli litistää Maan magneettikenttää päiväpuolella ja venyttää sitä yöpuolella muotoillen sen magnetosfääriksi. Pieni osa aurinkotuulen hiukkasista pääsee vuotamaan magnetosfäärin sisään, jossa ne voivat jäädä loukkuun esimerkiksi Van Allenin vyöhykkeisiin. Erityisesti voimakkaiden Auringon aktiivisuuspiikkien aikana tai Maan magneettikentän ollessa heikko aurinkotuulen hiukkasia pääsee ilmakehään, missä ne reagoidessaan ilman hapen ja typen kanssa synnyttävät revontulia. Aurinkokenno
Suurin aurinkokennojen tuottaja vuonna 2010 oli Kiina (13 018,4 MWp – megawatt-peak). Euroopan suurin aurinkokennojen tuottaja oli Saksa (2 656,2 MWp, 9,8 % osuudella koko maailman aurinkokennojen tuotannosta). Aurinkokeräin
Tasokeräimessä keruuputkisto, joka on yleensä kupariputkea, on asennettu vaakatasoon. Jokaiseen keräinputkeen on liitetty absorptiopinnan kasvattamiseksi sivulevyt. Levyt ja putket on pinnoitettu selektiivisellä absortiopinnoitteella, joka imee lämpöenergian mutta ei luovuta sitä ulospäin. Keräinputkisto on sijoitettu eristettyyn koteloon, ja aurinkoon päin oleva taso on rakennettu vähärautaisesta ja usein strukturoidusta tai erikoispinnoitetusta lasista. Tällainen lasi läpäisee lämpösäteilyn huomattavasti paremmin kuin normaali lasi. Tasokeräimillä päästään noin 35–75 prosentin hyötysuhteeseen, ja niiden stagnaatiolämpötila (virtaukseton ja häviötön lämpötila) on 170–180 °C. Kallistuskulman ollessa 45 astetta on vuotuisen lämmöntuoton ero noin viisi prosenttia, mikäli keräimen suunta vaihtuu lounaan ja etelän välillä. Tasokeräin voidaan sijoittaa myös loivalle katolle, koska se vapautuu lumipeitteestä aikaisin alkaen näin tuottaa energiaa. Aurinko
Aurinko saa säteilemänsä energian siten, että vety muuttuu heliumiksi Auringon ytimessä tapahtuvassa fuusioreaktiossa. Tämä energia siirtyy, ensin lyhytaaltoisena röntgensäteilynä ja edelleen pidempiaaltoisempana röntgensäteilynä ja lopuksi konvektiovirtauksena (lämpösiirtymisenä) Auringon pinnalle. Aurinkoventtiili
Laite toimii seuraavasti: kun auringon paiste osuu lyhtyyn, kirkkaat tangot heijastavat valon mustaan tankoon, joka lämpenee ja samalla laajenee joitakin millimetrin osia. Tämä vaikuttaa tangon päässä olevaan magneettiventtiiliin, joka sulkee loiston kaasujohdon tai nykyisin sähkökytkimen. Polttokenno
Polttokennon toimintaperiaatteen keksi saksalainen Christian Friedrich Schönbein vuonna 1838, ja se julkaistiin ”Philosophical Magazine”-lehdessä vuonna 1839. Myös englantilainen Sir William Grove julkaisi vuonna 1839 ”Philosophical Magazine”-lehdessä polttokennon toimintaperiaatteen. Grove julkisti yksityiskohtaisen kuvauksen polttokennosta vuonna 1842, minkä vuoksi häntä pidetään modernin polttokennon isänä. Ensimmäisen käytännöllisen polttokennon rakensi insinööri Francis Thomas Bacon vuonna 1959. NASA käytti Apollo-kuulennoilla polttokennoja miehitetyissä avaruusaluksissa. Sen jälkeen polttokenno vaikutti poistuvan energiatuotannon teknologioista. Uusi nousu alkoi 1990-luvun jälkipuolella. 2000-luvulla näkemys on, että polttokennojen käyttömahdollisuudet ovat laajat - matkapuhelimista ja autoista aina sähkön ja lämmöntuottoon asuinrakennuksille tai esim. laivoille. Polttokennojen laajan käytön esteenä ovat niiden kehitys- ja tuotantokustannukset sekä polttokennoissa käytettävien polttoaineiden jakeluverkkojen puuttuminen. Aurinkokenno
Euroopassa aurinkokennojen liikevaihto oli 9,2 mrd. € vuonna 2007 ja 5,7 mrd. € vuonna 2006. Euroopan työllisyys oli 70 000 ihmistä vuonna 2007. Korona (aurinko)
Korona on Auringon ulompi kaasukehä ja kaasukehän hajaantumisvyöhyke. Sen lämpötila on hyvin korkea, noin miljoona astetta. Korona on hyvin harvaa kaasua, ja siitä lähtee aurinkotuuli. Se on Auringon magneettikentän voimaviivojen täyttämä. Korona näkyy selvästi auringonpimennyksen aikaan, jolloin koronan epäsäännöllinen muoto paljastaa magneettikentän voimaviivat. Koronassa on moneen kertaan ionisoitunutta kaasua sekä pölyä. Aurinkokenno
Kolmannen sukupolven aurinkokennot ovat kehityksen alkuvaiheessa, mutta niiden oletetaan laskevan tuotantokustannuksia huomattavasti. Uusia kennoja voidaan pinnoittaa esimerkiksi lasiin tai seinäpintaan ja kennoja voidaan tuottaa suurina sarjoina edullisesti. Michael Grätzel palkittiin vuonna 2010 Millennium-palkinnolla kolmannen sukupolven väriaineherkistettyjen aurinkokennojen kehityksestä. Kennon toimintaperiaate muistuttaa luonnon fotosynteesiä ja se tunnetaan nimellä Grätzelin kenno tai Dye-sensitised solar cell, DSC (kts. linkki EN: Dye-sensitized solar cells). Solon (yritys)
Solon avasi 1.9.2006 Baijeriin aurinkopuiston Gut Erlasee 12 MW. Se oli valmistuessaan maailman suurin aurinkokennopuisto. Alue on entinen viinitila. Puistossa on 1 500 "Solon-Movers" -moduulia. Energia riittää viereisen kaupungin Arnsteinin kulutukseen. 
USA:ssa Solon tekee tutkimusyhteistyötä Global Solar Energyn kanssa. Ohutfilmikennotuotanto aloitetaan (2008). Italiasta on yritysosto moduulivalmistaja S.E. Project. Sveitsiläinen tytäryritys asp ag tekee järjestelmätekniikkaa (atk). Aurinkokeitin
Aurinkokeitin hyödyntää auringonenergiaa ruoan valmistuksessa. Auringonsäteily ohjataan kattilan pohjaan, jolloin vesi lämpenee jopa kiehumispisteeseen asti. Aurinkokenno
Helsingin ekologisen rakentamisen alueella Viikissä on Suomen ensimmäinen aurinkosähköä käyttävä asuinkerrostalo. Viidennes kiinteistösähköstä tuotetaan aurinkokennoilla. Järjestelmä on liitetty Helsingin Energian sähkönjakeluverkkoon, johon kesäaikana kerääntyvä ylimääräinen aurinkosähkö siirtyy. Talossa on 39 asuntoa. Sähköteho on 24 kW. Aurinkokennot ovat osa parvekejulkisivuja. Asukkaat voivat seurata tuotettua energiaa ja säteilytehoja reaaliaikaisesti internetistä. Projekti kuuluu EU:n PV-Nord –hankkeeseen. Viikissä oli tarkoitus myydä sähkö Helsingin Energialle siten, että sama määrä sähköä olisi myöhemmin saatu tarvittaessa. Verovirasto ja tulli estivät sen. Koska määräykset tekivät sähkön myynnin mahdottomaksi, saa Helsingin energialaitos ylimääräisen sähkön toistaiseksi ilmaiseksi (vuonna 2007). Vuonna 2007 aurinkokennot tuottivat 16 % tässä rakennuksessa käytetystä sähköstä. Aurinkokenno
Albert Einstein selitti valosähköisen ilmiön, johon piipohjaiset aurinkokennot perustuvat. Valosähköilmiö havaittiin ensimmäisen kerran 1830-luvulla, mutta vasta 1880-luvulla ilmiötä alettiin ymmärtää edes jollain tasolla. Tuolloin Hertz havaitsi, että pinnan valaiseminen helpotti jonkin pakoa (vuonna 1887), tunnemme nämä hiukkaset elektroneina. Tämä ajatus ei ollut mitenkään vallankumouksellinen, sillä pinnan potentiaalienergiavyöhykkeen olemassaolo tiedettiin jo. Edison havaitsi vuonna 1883, että materiaalin kuumentaminen erittäin korkeaan lämpötilaan vapautti elektroneja (Edison ei tuntenut elektronia). Pienintä energiaa, jolla elektroni irtoaa kappaleen pinnasta kutsutaan irrotustyöksi (f) ja se on materiaalivakio. Hertzin käyttämät kappaleet eivät olleet riittävän kuumia, jotta elektroni olisi irronnut lämpöenergialla. Auringon soihtu
Auringon soihtu syntyy, kun monia erimerkkisiä magneettisia napoja edustavia auringonpilkkuja kasaantuu yhteen synnyttäen voimakkaan ja monimutkaisen magneettikentän. Kun magneettinen voimaviivarakenne sitten äkillisesti yksinkertaistuu, osa suljetuista voimaviivoista repeää avoimiksi, vapauttaen samalla osan magneettikenttään sitoutuneesta energiasta räjähdysmäisesti. Tapahtumaketju aiheuttaa aurinkotuulimyrskyn, joka sinkoutuu ulos seuraten auringon magneettisia voimaviivoja. Kun Aurinko on aktiivinen, purkauksia on muutama päivässä. Hiljaisena aikana niitä havaitaan noin yksi viikossa. CMOS-kenno
CMOS-kenno on digitaalikameroissa käytettävän valoherkän kennon tyyppi. Uusiutuva energia
Käytännössä suurin osa uusiutuvista energialähteistä hyödyntää jollain tavoin prosessoitua auringon energiaa. Auringon sisäisten fuusioreaktioiden energia saapuu maapallolle pääosin sähkömagneettisena säteilynä. Suorin tapa tämän energian hyödyntämiseksi on aurinkoenergia, jossa auringon säteily kerätään joko aurinkopaneelein tai peilein. Ongelmana menetelmässä on se, että toistaiseksi aurinkopaneelien hyötysuhde on heikko. Aurinkokenno
Aurinkokennojen tehokkuus riippuu auringon säteilyenergian määrästä, eli se riippuu alueen leveysasteista, paikallisesta ilmastosta ja ilmansaasteiden määrästä. Parhaimmillaan aurinkoenergiajärjestelmät ovat aurinkoisissa maissa, jotka sijaitsevat päiväntasaajan molemmin puolin.. Useimpien aurinkokennojen teho kuitenkin laskee lämpötilan noustessa ja pohjoisessa päivänvaloa saadaan kesäaikana ympäri vuorokauden, joten vuositasolla aurinkoenergiaa voidaan taloudellisesti hyödyntää pohjoisillakin leveysasteilla. Toisaalta kesäauringon laajemmasta kaaresta ekliptikalla seuraa energian talteenoton vaikeutuminen, jota voi korjata esimerkiksi seurannalla, joka tosin monimutkaistaa laitteistoa ja nostaa sen hintaa. Ikkunakalvo
Aurinkosuojakalvo rajoittaa merkittävästi auringon lämpösäteilyn pääsyä ikkunoista sisätiloihin. Talvella kalvo puolestaan eristää sisälämpöä ja estää lämpöhukkaa ikkunasta. Näin aurinkosuojakalvot tasoittavat sisätilojen lämpötilanvaihtelua ja parantavat kiinteistön energiatehokkuutta. Albert Einstein
Ilmiön selittäminen on vaikuttanut suuresti teknologian kehittymiseen. Valosähköistä ilmiötä käytetään hyväksi muun muassa fotodiodeissa ja aurinkopaneeleissa, joilla tuotetaan sähköä mm. satelliitteihin tai ladataan kesämökin akkuja.