Panel solar

Math	dyfais, ffynhonnell ynni
Lliw/iau	glas
Ffeiliau perthnasol ar Gomin Wicimedia

Panel sy'n dal pelydrau'r haul i gasglu ynni yw panel solar.

Gellir defnyddio ynni solar (neu ynni haul) i gynhesu dŵr yn gymharol rhwydd. Bydd paneli'n casglu gwres o heulwen, a defnyddir sustem hylifol i ddargludo'r gwres o'r panel i storfa megis tanc dŵr poeth. Gellir defnyddio sustemau o'r fath i gynhesu dŵr ar gyfer cartrefi neu fusnesau, gwresogi adeiladau, pyllau nofio ac at ddibenion diwydiannol. Ceir dau fath: paneli sy'n cynhesu dŵr a phaneli sy'n cynhyrchu trydan (paneli ffotofoltaidd).

Mae hanes paneli solar yn mynd yn ôl i 1839, pan ddarganfyddodd y ffisegydd Ffrangeg, Antoine-Cesar Becquerel yr effaith ffotofoltaidd yn ystod arbrawf electrolysis.

Yna, yn 1883, adeiladwyd y gell solar gyntaf gan Charles Fritts. Ffurfiwyd cell solar Fritts drwy orchuddio stribedau o seleniwm gyda haen denau o aur.

Rhwng 1883 a 1941, arbrofodd sawl gwyddonydd, dyfeisiwr a chwmni gydag egni solar. Yn ystod y blynyddoedd hyn, cofrestrwyd y fraint ar gyfer y gwresogydd dŵr cyntaf a bwerwyd gan egni solar gan Clarence Kemp, dyfeisiwr o Baltimore. Yn ychwanegol, cyhoeddodd Albert Einstein ei draethawd ymchwil am yr effaith ffotoelectrig, ac fe dderbyniodd y wobr Nobel am ei ymchwiliadau. Dyfeisiodd William Bailey, gweithiwr i'r Cwmni Dur Carnegie y casglwr solar cyntaf, wedi ei wneud o droadau copr y tu fewn i focs wedi ei ynysu.

Y defnydd cyntaf mawr ar gyfer egni trydanol solar oedd mewn lloerennau gofod. Mi gefnogodd llywodraeth Unol Daleithiau America gynhyrchiad cell solar oedd 20% yn effeithiol erbyn 1980, ac erbyn 2000 mi gynhyrchwyd celloedd solar oedd 24% yn effeithiol.

Sail paneli solar yw silicon pur. Pan caiff amhurdebau eu tynnu, mae silicon yn ymddwyn fel safle niwtral ar gyfer anfon electronau. Yn naturiol, mae plisg allanol atom silicon yn cynnwys pedwar electron, ond mae ganddo le am wyth. Felly mae gan silicon le ar gyfer pedwar electron arall. Os daw atom silicon mewn cyswllt ag atom silicon arall, mae'r ddau yn derbyn pedwar electron yr un arall. Mae wyth electron yn bodloni anghenion yr atomau ac yn creu bond cryf heb wefr negyddol na phositif.

Mae angen gwefr bositif er mwyn i drydan llifo. Mae cyfuno silicon gydag elfen fel boron, sydd â dim ond tri electron i gynnig yn creu gwefr bositif. Mae gan blat silicon a boron dal un lle ar agor ar gyfer electron arall. Felly, mae gan y plat wefr bositif. Caiff y ddwy blat eu glynnu at ei gilydd i greu paneli solar, gyda gwifrau dargludyddol yn rhedeg drwyddynt.

• Mae'r paneli di-ffurf (neu amorffws) yn gweithio'n dda pan nad oes llawer o oleuni. Mae lefel y math hwn felly yn cael ei alw'n 'effeithiolrwydd isel'; mae felly angen mwy o arwynebedd na gweddill y paneli. Fe'i defnyddir yn aml mewn hen ysguboriau ayb. Nid oes gan y rhain orchudd o wydr drostynt ac felly maen nhw'n ddelfrydol mewn llefydd sy'n agored i fandaliaeth ayb.
• Silicon yw defnydd celloedd policrisialaidd. Mae'n hawdd nabod y paneli hyn oherwydd eu lliw anghyffredin (glas fel arfer). Gall effeithiolrwydd amrywio'n fawr - yn dibynnu ar y broses o'u creu.
• Mae'r paneli monocrisialaidd hefyd yn defnyddio celloedd silicon i greu trydan. Sgwar ydy siap y celloedd unigol gyda'r ymylon wedi eu torri i ffwrdd. Du neu las tywyll ydy lliw y rhain, fel arfer.
• Mae'r math cymysg (neu heibrid) yn cynnwys haenen o'r math amorffws a haenen arall o'r math monocrisialaidd. Lliw du sydd i'r panel yma ac mae'n hynod o effeithiol. Fe'i defnyddir yn aml pan nad yw'r arwynebedd yn uchel, a'r lle yn brin.