가정용 조명에서 에너지를 회수하기위한 다른 태양 전지판이 있습니까?

저는 태양 전지판을 사용하여 집 조명에서 회수 에너지를 조사하고 있습니다.

실내 조명을보다 효율적으로 캡처하도록 특별히 설계된 태양 전지판이 있습니까?

그렇다면이 목적을 위해 설계된 실외 및 실내 태양 전지판의 차이점은 무엇입니까?

참고 문헌 :

• 태양 효율 한계
• 백열등을 사용하여 태양 전지를 충전 할 수 있습니까?
• 밤 동안 가로등에서 태양 전지 패널을 충전 할 수 있습니까? 낮에는 햇볕에서 충전합니다!

나는 그들이 존재한다고 생각하지 않으며, 그 이유가 있습니다.

첫째, 태양 전지판은 주로 효율 스펙트럼, 즉 어떤 파장에서 빛 에너지의 비율이 전력으로 변환 할 수 있는지에 따라 특성화 될 수 있습니다.

태양이이 파장 간격에서 대부분의 에너지를 제공하기 때문에 가시 광선 주변에서 최대 값을 가져야합니다.

이것은 우리의 눈이이 스펙트럼에서 가장 잘 볼 수 있기 때문입니다. 우리는 단순히 햇빛으로 진화했습니다.

그리고 이것은 가정의 빛이이 파장에 있기 때문입니다. 이것은 우리가 인간처럼 생각하는 것입니다.

다른 태양 전지판이 필요하지 않았습니다.

그러나 햇빛의 힘은 약 백 이지만 매우 크게 다릅니다.$\frac{W}{m^2}$

집 전구의 빛의 힘은 때로는 10W 가 아니라 전체 방을위한 것입니다! 어쩌면 우리는 햇빛처럼 잘 조명이 잘 된 방에서 볼 수 있지만 눈이 매우 적응하기 때문입니다. 실제 광 출력 밀도는 햇빛에서와 같이 10 분의 1 또는 심지어 100 분의 1로 더 작습니다.$m^2$

그리고 대부분의 태양 전지 패널의 효율은 약 10-20 %입니다. 40 %에 달하는 실험적이고 비용이 많이 드는 버전이 있습니다. 한 방에있는 태양 전지판은 지붕에 태양 전지판의 가격을 대가로 최대 몇 와트의 귀중한 에너지를 생산할 수 없었습니다. 그리고 비용은 여러 배나 더 큰 태양력으로도 주요 문제입니다.

내 직감은 빛 낭비를 제거하고 그에 따라 광원의 에너지 사용을 줄임으로써 다시 캡처 할 수있는 것보다 더 많은 에너지를 절약 할 수 있다는 것입니다.

다음을 설명하기 위해 사고 실험을 사용하겠습니다.

흰색 큐브 모양의 방에 지붕에 빛이 있고 검은 커튼이있는 한 벽에 큰 창문이있는 경우. 밤에 커튼이 열려 있으면 창문에 빛이 없으면 밤에 빛을 모두 잃게됩니다. 커튼을 그리면 검은 색이어서 더 잘 흡수되어 방이 더 밝지 않습니다. 그러나 커튼을 흰색으로 만들면 실내가 약간 밝아지고 실내의 동일한 밝기를 얻기 위해 조명의 전력 소비를 줄일 수 있습니다.

따라서 방의 흰 벽에 태양 전지판을 놓으면 에너지를 "재 포획"할 수 있지만, 더 이상 빛이 더 이상 방의 밝기에 추가되지 않기 때문에 방은 더 어두워집니다 반사되기 때문에 같은 밝기를 얻으려면 빛의 에너지를 증가시켜야합니다.

전기에서 빛으로의 에너지 변환의 비 효율성 및이를 다시 캡처하여 다시 전기로 변환 할 때 동일한 실내 밝기를 유지하기 위해 필요한 여분의 것 이상을 잃게됩니다. 따라서 조명 사용을 낮추고 더 많은 빛을 다시 흰색 표면에 반사하도록 실내를 최적화하는 것이 더 효율적입니다.

일반적인 실내 상황에서 낮은 조명 수준에서 일부 재료는 다른 재료보다 다소 우수하지만 최적화 된 재료도 변환 할 수있는 입력 에너지가 부족합니다. 예를 들어 단결정 실리콘은 다결정보다 매우 낮은 광 레벨에서 다소 우수하지만 에너지의 근본적인 부족을 극복 할 수는 없습니다.

완전 햇빛 ~ = 100,000 럭스 (루멘 / 미터 ^ 2).
실내 조명은 250 럭스 (quite bright)입니다.
흰색을 모두 표시하고 "nice and bright"로 설정된 최신 LCD 모니터 는 화면 표면 에서 약 250 럭스의 밝기 를 갖습니다 . 완전 햇빛과이 차이는 400 : 1입니다.

밝은 햇빛 아래 좋은 PV (태양 광) 패널은 평방 미터당 150W를 제공합니다. (가장 좋은 경우 셀에서 200W 이상). 250 럭스에서 최고는 평방 미터당 약 500 밀리 와트입니다.

위에서 언급 한 250 lux = 250 Watts / m ^ 2를 얻으려면 정확히 1 제곱미터에 250 와트의 실제 광 에너지 가 필요합니다 . 사용 가능한 최고의 LED는 DC 입력의 약 50 %를 조명으로 변환합니다. 좋은 상용 제품은 약 25 % 매우 효율적입니다. 따라서 500 밀리 와트의 출력을 얻으려면 상용 LED 조명의 1,000W DC 입력 **으로 1 평방 미터의 면적을 비춰 야합니다 . 약 2000 : 1의 전력 대 전력 소비 비율.

** 예를 들어 상단 "150W 교체"전구 (Philips, Cree 등)는 약 25W의 입력을 가질 수 있습니다. 약 500 밀리 와트의 출력을 생성하려면 1 평방 미터의 PV 패널에 빛나는 "150W 교체"전구 중 1000/25 = 40 개가 필요합니다.

나는이 150 Watt 패널, 12 볼트를 가지고 있습니다. 방을 조명하는 데 사용되는 100W (두 개의 100W 구형) 전구로 테스트합니다. 이 한 패널은 천장에있는 두 개의 다른 LED 전구를 켤 수 있습니다. 와우, 나는 그것이 불가능하다고 생각했다. 패널에서 10 % 만 얻습니다. 별로...

이 중 2 개는 태양 전지판에 전원을 공급합니다. LED는 약간 어두워지고 정상으로 보입니다. 그러나 패널은 11.61 볼트 (약) 만 받고 있습니다.

12 볼트 전원 공급 장치에 연결된 LED는 조명 강도에 큰 차이가 있습니다.