Gibt es verschiedene Sonnenkollektoren zur Rückgewinnung von Energie aus der Haushaltsbeleuchtung?

Ich habe untersucht, wie ich mithilfe von Sonnenkollektoren Energie aus der Hausbeleuchtung zurückgewinnen kann.

Gibt es Sonnenkollektoren, die speziell für die Erfassung der Innenbeleuchtung mit höherer Effizienz entwickelt wurden?

Wenn ja, was sind die Unterschiede zwischen den für diesen Zweck entwickelten Außen- und Innensolarmodulen?

Referenzen :

• Solarwirkungsgradgrenzen
• Können Solarbatterien mit Glühlampen aufgeladen werden?
• Können Sonnenkollektoren nachts über Straßenlaternen aufgeladen werden? Da es tagsüber von der Sonne aufgeladen wird!

Ich glaube nicht, dass sie existierten, und das hat seinen Grund.

Erstens: Ein Solarpanel kann hauptsächlich durch sein Wirkungsgradspektrum charakterisiert werden: Auf welcher Wellenlänge, in welchem ​​Verhältnis von Lichtenergie kann es in elektrischen Strom umgewandelt werden.

Dies muss sein Maximum um das sichtbare Licht haben, da die Sonne den größten Teil ihrer Energie in diesem Wellenlängenintervall abgibt.

Dies liegt daran, dass unsere Augen in diesem Spektrum am besten sehen können. Wir haben uns einfach zum Sonnenlicht entwickelt.

Und das liegt daran, dass das Heimlicht auch in dieser Wellenlänge liegt: So mögen wir Menschen höchstens.

Es wurden keine unterschiedlichen Sonnenkollektoren benötigt.

Aber die Kraft des Sonnenlichts liegt bei einigen hundert , obwohl es sehr stark variiert:$\frac{W}{m^2}$

Die Lichtleistung einer Hausbirne liegt manchmal bei 10 W - nicht für einen , sondern für einen ganzen Raum! Vielleicht sehen wir in einem gut beleuchteten Raum genauso gut wie im Sonnenlicht, aber nur, weil unser Auge sehr anpassungsfähig ist. Die tatsächliche Lichtleistungsdichte ist wie bei Sonnenlicht um ein Zehntel oder sogar ein Hundertstel kleiner.$m^2$

Der Wirkungsgrad der meisten Solarmodule liegt bei 10 bis 20%. Es gibt experimentelle, sehr kostspielige Versionen, die 40% erreichen. Ein Solarpanel in einem Raum konnte keine wertvolle Energie produzieren, höchstens einige Watt - auf Kosten des Preises eines Solarpanels auf dem Dach. Und die Kosten sind ihr Hauptproblem, selbst mit ihrer vielfach viel größeren Solarenergie.

Mein Bauchgefühl ist, dass Sie mehr Energie sparen können, als Sie wieder erfassen können, indem Sie Lichtverschwendung vermeiden und den Energieverbrauch der Lichtquelle entsprechend senken.

Lassen Sie mich anhand eines Gedankenexperiments erklären:

Wenn Sie in einem weißen würfelförmigen Raum mit einem Licht im Dach und einem großen Fenster in einer Wand mit schwarzen Vorhängen wären. Nachts, wenn bei geöffneten Vorhängen kein Licht aus dem Fenster kommt, verlieren Sie das ganze Licht. Wenn Sie die Vorhänge zuziehen, ist es nicht besser, da sie schwarz sind, so dass sie es absorbieren und der Raum nicht heller ist. Wenn Sie jedoch die Vorhänge weiß machen, wird der Raum etwas heller und Sie können den Stromverbrauch Ihres Lichts senken, um die gleiche Helligkeit im Raum zu erzielen.

Wenn Sie also ein Solarpanel an einer der weißen Wände Ihres Raums anbringen, haben Sie jetzt etwas, das die Energie "wieder einfängt", aber der Raum ist dunkler, weil dieses Licht nicht mehr zur Helligkeit des Raums beiträgt reflektiert werden, müssen Sie also die Energie Ihres Lichts erhöhen, um die gleiche Helligkeit zu erhalten.

Aufgrund von Ineffizienzen bei der Energieumwandlung von Elektrizität in Licht und bei der Wiedererfassung und Umwandlung dieser Energie in Elektrizität verlieren Sie immer mehr als das Extra, das Sie investieren müssen, um die gleiche Raumhelligkeit aufrechtzuerhalten. Daher ist es effizienter, den Lichtverbrauch zu senken und den Raum so zu optimieren, dass mehr Licht zurück reflektiert wird (weiße Oberflächen).

Einige Materialien sind bei niedrigeren Lichtverhältnissen etwas besser als andere, ABER in einer typischen Innenraumsituation fehlt selbst einem extrem optimierten Material einfach die Verfügbarkeit von Eingangsenergie zur Umwandlung. zB monokristallines Silizium ist bei sehr geringen Lichtverhältnissen etwas besser als polykristallines, kann aber den fundamentalen Energiemangel nicht überwinden.

Volles Sonnenlicht ~ = 100.000 Lux (Lumen / Meter ^ 2).
Das Raumlicht beträgt 250 Lux (ziemlich hell).
Ein moderner LCD-Monitor, der ganz in Weiß angezeigt und auf "schön hell" eingestellt ist, hat eine Helligkeit auf der Bildschirmoberfläche von etwa 250 Lux. Der Unterschied zwischen vollem Sonnenlicht und diesem beträgt 400: 1.

Ein gutes PV-Modul (Photovoltaik) bei hellem Sonnenlicht liefert 150 W pro Quadratmeter. (Im besten Fall über 200 W in der Zelle). Bei 250 Lux liegt das BESTE, was Sie erwarten können, bei etwa 500 MilliWatt pro Quadratmeter.

Um die oben erwähnten 250 Lux = 250 Watt / m ^ 2 zu erhalten, benötigen Sie 250 Watt tatsächliche Lichtenergie, die auf genau einen Quadratmeter scheint. Die besten verfügbaren LEDs wandeln etwa 50% ihres Gleichstromeingangs in Licht um. Ein gutes kommerzielles Produkt ist zu ungefähr 25% effizient. Sie müssten also eine Fläche von einem Quadratmeter mit 1.000 Watt Gleichstromeingang ** guter kommerzieller LED-Beleuchtung beleuchten, um eine Leistung von 500 MilliWatt zu erzielen. Ein Verhältnis von Einschalten zu Ausschalten von etwa 2000: 1.

** zB eine obere "150 Watt Ersatz" -Lampe (Philips, Cree, ...) kann eine Leistung von ca. 25 Watt haben. Sie würden 1000/25 = 40 dieser "150 Watt Ersatz" -Lampen benötigen, die auf einem guten 1 Quadratmeter großen PV-Modul leuchten, um eine Leistung von etwa 500 MilliWatt zu erzeugen.

Ich habe dieses 150 Watt Panel, 12 Volt (soll sein). Beim Testen mit zwei 100-Watt-Lampen (gleich zu normale 100-Watt-Glühbirnen), die zur Beleuchtung des Raums verwendet werden. Dieses eine Panel kann zwei andere LED-Lampen von den beiden an der Decke aufleuchten lassen. WOW, ich dachte das wäre unmöglich. Dass Sie nur 10% vom Panel erhalten. Nicht so...

Zwei davon für die Stromversorgung von Solarmodulen. Die LEDs sehen etwas schwächer aus als normal. Das Panel erhält aber nur 11,61 Volt (ungefähr).

Steckte LEDs in ein 12-Volt-Netzteil und es gibt einen großen Unterschied in der Lichtstärke.