Μπορούν τα ηλιακά πάνελ και οι φορτιστές να λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους; * The Homesteading Hippy

0
Μπορούν τα ηλιακά πάνελ και οι φορτιστές να λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους;  * The Homesteading Hippy

Έβαλα το ηλιακό μου πάνελ στο περβάζι και προσπάθησα να τροφοδοτήσω την τράπεζα μπαταριών μου. Λειτουργεί? 🙂

Οφείλω να ομολογήσω ότι έμεινα έκπληκτος όταν ένας φίλος με ρώτησε αν τα ηλιακά πάνελ και οι φορτιστές λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους.

Η άμεση αντίδρασή μου ήταν όχι.Είναι ηλιακά πάνελ και προφανώς, λειτουργούν από τον ήλιο που λάμπει πάνω τους.

Μιλώντας με άλλους έμπειρους χρήστες ηλιακής ενέργειας, ωστόσο, άλλαξα γνώμη και ένιωσα αρκετά ανόητη. Στην πραγματικότητα, με εξέπληξε αυτό που είχαν να πουν.

Δεδομένου ότι βασίζομαι πολύ στην ηλιακή ενέργεια στο σπίτι μου, έπρεπε απλώς να δω μόνος μου αν λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους.

Ποια ήταν λοιπόν τα αποτελέσματα των πειραμάτων μου; Τα ηλιακά πάνελ λειτουργούν πραγματικά σε εσωτερικούς χώρους;

Ναι, τα ηλιακά πάνελ σίγουρα λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους, είτε τοποθετημένα στο παράθυρο είτε τροφοδοτούνται από λαμπτήρα πυρακτώσεως ή ηλεκτρικής ενέργειας – αν και μην περιμένετε πολλά όσον αφορά την απόδοση.

Ακόμα κι αν τα ηλιακά πάνελ και οι φορτιστές λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά σε εσωτερικούς χώρους, δεν πρέπει να αγνοήσουμε αυτή την ικανότητα. Σκεφτείτε το ως προετοιμασία έκτακτης ανάγκης, εάν για οποιονδήποτε λόγο δεν μπορείτε να δημιουργήσετε πάνελ περιηγήσεων έξω.

Υπάρχουν βασικά δύο τρόποι με τους οποίους οι ηλιακές συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν σε εσωτερικούς χώρους.

Επιλογή #1: Φόρτιση ηλιακής ενέργειας σε εσωτερικούς χώρους σε ηλιόλουστη θέση

Ένα μικρό ηλιακό πάνελ ή οποιαδήποτε άλλη παρόμοια φορητή συσκευή φόρτισης, μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιοδήποτε σημείο σε εσωτερικό χώρο που μπορεί να φτάσει ο ήλιος (ακόμη και μέσα από ένα παράθυρο).

ραδιόφωνο που φορτίζεται από ένα ηλιακό πάνελ στο περβάζι
ραδιόφωνο που φορτίζεται από ένα ηλιακό πάνελ στο περβάζι

Αυτή η εικόνα δείχνει ξεκάθαρα ένα φορητό ηλιακό πάνελ που στηρίζεται σε ένα περβάζι. Ο πίνακας λειτουργεί ενεργά για τη φόρτιση ενός ραδιοφώνου.

Δεδομένου ότι το παράθυρο είναι κλειστό, ο ήλιος περνά μέσα από το τζάμι και μια κουνουπιέρα – αυτή είναι εγκατεστημένη έξω από το παράθυρο. Υπάρχουν πολλές «παρεμβολές» που θα νομίζατε ότι θα καθιστούσαν τον πίνακα μη λειτουργικό.

Προσπάθησα επίσης να συνδέσω τον πίνακα με ένα κινητό τηλέφωνο και μια τράπεζα μπαταρίας – και οι δύο συσκευές φορτίστηκαν για κάποιο χρονικό διάστημα.

Τα παράθυρά μου έχουν ένα μόνο τζάμι, χωρίς φανταχτερά διπλά τζάμια ή αποχρώσεις. Ωστόσο, θα εξακολουθούσε να λειτουργεί ένα ηλιακό πάνελ εάν ο ήλιος περάσει από διπλά τζάμια ή απόχρωση;

Περισσότερο γυαλί και απόχρωση θα μπορούσαν να μειώσουν την απόδοση, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, τα πάνελ θα εξακολουθούσαν να δημιουργούν φορτίο. Η μόνη επιλογή που θα αποδεικνυόταν πιο απαιτητική είναι μια απόχρωση απορρήτου.

Αυτό λειτουργεί καλύτερα σε μια ηλιόλουστη μέρα όταν ο ήλιος λάμπει απευθείας στο ηλιακό πάνελ. Ωστόσο, θα πρέπει να εξακολουθεί να λειτουργεί σε συννεφιασμένες μέρες, αν και δεν θα είναι τόσο αποτελεσματικό.

Επιλογή #2: Ηλιακός πίνακας εκτεθειμένος σε λαμπτήρες φωτός

Η δεύτερη επιλογή για την παραγωγή ενέργειας από ένα ηλιακό πάνελ σε εσωτερικούς χώρους είναι να εκτεθεί το πάνελ στο φως από μια λάμπα.

μικρό ηλιακό πάνελ φόρτιση εσωτερικού χώρου από λάμπα
Το μικρό μου ηλιακό πάνελ φορτίζει σε εσωτερικό χώρο από μια λάμπα. Παρατηρήστε ότι επίσης τροφοδοτεί με τη σειρά του το ραδιόφωνό μου.

(Ηλιακό πάνελ εκτεθειμένο στο φως του λαμπτήρα)

Αυτή η εικόνα δείχνει τον ίδιο πίνακα που χρησιμοποιήθηκε στο προηγούμενο παράδειγμα. Αυτή τη φορά το πάνελ εκτίθεται στο φως από μια λάμπα.

Όταν ο πίνακας συνδεόταν με ένα ραδιόφωνο ή ένα κινητό τηλέφωνο ή ένα power bank, τα φόρτιζε, ωστόσο, χρειάστηκε πολύς χρόνος.

Λοιπόν, ίσως η θεωρία μου για αέναη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε να είναι μια εφαρμόσιμη επιλογή!

Λαμπτήρες πυρακτώσεως

Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως είναι παλιάς τεχνολογίας. Δεν είναι ιδιαίτερα ενεργειακά αποδοτικό σε σύγκριση με πιο σύγχρονα προϊόντα.

Αυτός ο τύπος λαμπτήρα λειτουργεί περνώντας ηλεκτρική ενέργεια μέσω ενός νήματος σύρματος που βρίσκεται σε έναν σφραγισμένο αέριο θάλαμο. Το ρεύμα θερμαίνει το καλώδιο, με αποτέλεσμα να λάμπει. Στη συνέχεια δημιουργείται φως.

Με την προϋπόθεση ότι αυτός ο τύπος λαμπτήρα είναι αρκετά φωτεινός, αυτό θα παράγουν φορτίο στο ηλιακό πάνελ.

Το μήκος κύματος του φωτός που παράγεται από αυτόν τον τύπο λαμπτήρα είναι παρόμοιο με τα υπεριώδη κύματα από τον ήλιο. Αυτό επιτρέπει στο ηλιακό κύτταρο να μετατρέπει το φως σε ενέργεια.

Το πάνελ θα πρέπει να απέχει περίπου 15 έως 20 ίντσες από τη λάμπα και θα πρέπει να παραμείνει εκεί για κάποιο χρονικό διάστημα.

Μια συσκευή που θα φορτίζει σε δύο ώρες από έναν πίνακα που εκτίθεται στον ήλιο θα διαρκέσει τρεις έως τέσσερις ώρες χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο.

Λαμπτήρες LED

Οι λαμπτήρες LED είναι το τρέχον πρότυπο για τις περισσότερες καταστάσεις φωτισμού σε ένα σπίτι. Παράγουν παρόμοια επίπεδα φωτός αλλά απαιτούν χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας για να επιτευχθεί αυτό.

Αυτοί οι λαμπτήρες λειτουργούν παράγοντας φως από διόδους εκπομπής φωτός. Όσο περισσότερο φως απαιτείται, τόσο περισσότερες δίοδοι χρησιμοποιούνται.

Αυτοί οι λαμπτήρες παράγουν μακρά υπέρυθρα και υπεριώδη κύματα που είναι παρόμοια με αυτά που εκπέμπει ο ήλιος.

Εξαιτίας αυτού, είναι σε θέση να μετατρέψουν αυτό το φως σε ενέργεια στο ηλιακό πάνελ. Ακριβώς όπως με έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως, ο πίνακας πρέπει να απέχει 15 έως 20 ίντσες από την πηγή φωτός για να έχει αποτέλεσμα.

Ποια λάμπα είναι καλύτερη για χρήση;

Η πλειονότητα των πηγών φωτός δεν δημιουργεί υψηλά επίπεδα κυμάτων υπεριώδους φωτός και έχει περιορισμένο φάσμα φωτός.

Ωστόσο, ο λαμπτήρας LED παράγει φως με ευρύτερο φάσμα – και δεδομένου ότι καταναλώνει λιγότερη ενέργεια, είναι ίσως μια ελαφρώς καλύτερη επιλογή.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς που εκπέμπει ο λαμπτήρας, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραγωγή ενέργειας που επιτυγχάνεται. Ο λαμπτήρας ελάχιστου μεγέθους για να έχει εύλογο αποτέλεσμα φόρτισης θα ήταν:

  • Πυρακτώσεως Watts 100
  • LED 20 Watt

Αυτοί οι λαμπτήρες θα παράγουν και οι δύο περίπου 1600 lumens.

Προφανώς, ο λαμπτήρας είναι μόνο ένα μέρος της εξίσωσης όταν εξετάζουμε την παραγωγή ενέργειας σε εσωτερικούς χώρους. Όσο καλύτερη είναι η ηλιακή συσκευή που χρησιμοποιείται, τόσο καλύτερο είναι το φορτίο που θα παράγει.

Παράγοντες για να λειτουργήσει αυτό

Όταν συζητάμε οποιαδήποτε μορφή τεχνολογίας, ειδικά όσον αφορά την ηλιακή ενέργεια, ανακύπτουν πάντα πολλά ζητήματα συμβατότητας.

Έτσι, όταν ρωτάμε εάν τα ηλιακά πάνελ λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους, η απάντησή μας πρέπει να είναι Ναί – αλλά μόνο εάν πληρούνται ορισμένες παράμετροι.

Ελαφριά ένταση

Τα μάτια μας είναι σχεδιασμένα να προσαρμόζονται και να προσαρμόζονται στα επίπεδα φωτισμού. Μας εξαπατούν ελαφρώς, λέγοντάς μας ότι το φως στο εσωτερικό είναι έντονο. Υπάρχει στην πραγματικότητα μια τεράστια διαφορά μεταξύ των επιπέδων φωτός σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους.

Συγκρίνοντας την ένταση φωτός σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους, μπορούμε να μετρήσουμε τα επίπεδα lux. Τα επίπεδα Lux είναι μια μέτρηση του αριθμού των ορατών ακτίνων φωτός που εισέρχονται στο μάτι.

Μπορούμε ρεαλιστικά να περιμένουμε ότι το επίπεδο Lux σε ένα σπίτι που έχει μέσα επίπεδα φωτός (αρκετά για ανάγνωση) να είναι της τάξης του 1000. Το επίπεδο lux στο άμεσο ηλιακό φως θα ήταν στην περιοχή των 100.000.

Δεδομένου ότι η ισχύς που μπορεί να παραχθεί από ένα ηλιακό πάνελ σχετίζεται άμεσα με την ποσότητα φωτός στην οποία εκτίθεται, δεν είναι δύσκολο να δούμε ότι η μεγάλη διαφορά στα επίπεδα Lux θα έχει σημαντική επίδραση στην παραγόμενη ισχύ.

Χρώμα

Το χρώμα του φωτός ή το «φάσμα» είναι ένα άλλο πράγμα που επηρεάζει τη λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών. Κάθε πηγή φωτός εκπέμπει διαφορετικό φάσμα ή διαφορετικούς συνδυασμούς χρωμάτων.

Το φως από τον ήλιο εκπέμπεται σε ένα πλήρες φάσμα, το οποίο κυμαίνεται από μπλε έως κόκκινο και εκτείνεται επίσης στο υπέρυθρο φάσμα.

Σήμερα, χρησιμοποιούμε κυρίως φώτα LED σε εσωτερικούς χώρους. Αυτός ο τύπος φωτός παράγει φως από ένα στενό φάσμα χρωμάτων από το φάσμα.

Τα ηλιακά πάνελ γνωρίζουν το φάσμα φωτός στο οποίο εκτίθενται, με τα πάνελ να αποκρίνονται διαφορετικά στα διάφορα μήκη κύματος κάθε χρώματος του φάσματος.

Η μέτρηση του τρόπου με τον οποίο τα πάνελ συλλέγουν και απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος σε ένα φάσμα ποσοτικοποιείται ως Κβαντική Απόδοση. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέτρηση μπορούμε να αξιολογήσουμε πόσο αποδοτικά είναι τα ηλιακά πάνελ σε διαφορετικές συνθήκες φωτισμού.

Η προσπάθεια χρήσης ηλιακού πάνελ στο περιορισμένο φασματικό φως που είναι διαθέσιμο από φωτιστικά εσωτερικού χώρου μειώνει σημαντικά την Κβαντική Απόδοση του πάνελ. Ως αποτέλεσμα, αυτό μειώνει την ισχύ που μπορεί να παραχθεί.

Μέγεθος

Τα ηλιακά πάνελ κατασκευάζονται με ηλεκτρική σύνδεση πολλών φωτοβολταϊκών στοιχείων. Ένα μεμονωμένο ηλιακό στοιχείο θα παράγει 0,5 Volt. Κατά συνέπεια, πρέπει να ενωθούν μεταξύ τους για να μπορέσουν να παράγουν μια χρήσιμη τάση.

Ένα ηλιακό πάνελ που περιέχει 60 κυψέλες θα έχει διαστάσεις 39″ x 66″. Αυτό το μέγεθος είναι εντελώς μη πρακτικό για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Θα ήταν δύσκολο να ισορροπήσετε σε ένα βοηθητικό τραπέζι σε αυτό το μέγεθος.

Θα έχετε παρατηρήσει ότι η ηλιακή συστοιχία που είναι εγκατεστημένη έξω θα περιέχει κανονικά πολλά από αυτά τα πάνελ.

Εκτός από το ότι είναι αδέξιο στη χρήση, ένα μεγάλο εξωτερικό πάνελ απαιτεί αντίστοιχα υψηλά επίπεδα εξωτερικού φωτός για να μπορεί να λειτουργεί σωστά.

Ως εκ τούτου, μόνο ένα μικρότερο πάνελ θα αποδεικνύεται χρήσιμο σε εσωτερικούς χώρους, όπως αυτό:

μικρό ηλιακό πάνελ στο περβάζι
Ένα μικρό ηλιακό πάνελ που αποτελείται από τέσσερα φωτοβολταϊκά στοιχεία στο περβάζι.

Κατασκευή

Κατά τη διαδικασία κατασκευής, οι κρυσταλλικές γκοφρέτες κόβονται σε μικρότερα κομμάτια. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει σε αμέτρητα μικροσκοπικά ελαττώματα να αναπτυχθούν και να γίνουν μέρος του πίνακα.

Για εξωτερική χρήση, αυτά τα μικροσκοπικά ελαττώματα, λόγω των υψηλών επιπέδων φωτός στα οποία θα εκτεθεί, θα έχουν μικρή επίδραση στη λειτουργία του πίνακα.

Με τα χαμηλότερα επίπεδα φωτός στα οποία θα εκτεθεί ένα πάνελ σε ένα εσωτερικό περιβάλλον, αυτά τα μικροσκοπικά ελαττώματα γίνονται πιο σημαντικά και μπορούν να καταστήσουν το πάνελ εντελώς άχρηστο.

Μπορούν να γίνουν προσαρμογές στη διαδικασία κατασκευής για τη μείωση των ελαττωμάτων. Αυτά τα πάνελ μπορεί να σας κοστίσουν περισσότερα χρήματα και μπορεί να μην είναι πάντα η καλύτερη επιλογή.

Όταν χρησιμοποιείται σε χαμηλά επίπεδα φωτισμού, αυτό βοηθάει, αλλά μειώνει την απόδοση του πάνελ όταν χρησιμοποιείται σε εξωτερικό περιβάλλον.

Τα πάνελ που χρησιμοποιούνται εξωτερικά είναι κατασκευασμένα με τρόπο που τους επιτρέπει να συλλέγουν όσο το δυνατόν περισσότερο φως από τον ήλιο.

Βασίζονται στην απορρόφηση των μέγιστων επιπέδων ορατού και υπέρυθρου για τη δημιουργία των απαιτούμενων επιπέδων ισχύος.

Τα πάνελ που έχουν βελτιστοποιηθεί με αυτόν τον τρόπο δεν θα έχουν καλή απόδοση σε ένα εσωτερικό περιβάλλον όπου υπάρχει ελάχιστο ή καθόλου υπέρυθρο φως.

Υπάρχει μια εξαίρεση. Ορισμένα πάνελ είναι κατασκευασμένα από άμορφο πυρίτιο. Αυτά θα λειτουργούν χρησιμοποιώντας μόνο ορατό φως και δεν χρειάζονται υπέρυθρες.

Αυτός ο τύπος πάνελ θα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά σε εσωτερικούς χώρους χρησιμοποιώντας την πηγή φωτός που είναι διαθέσιμη από LED και άλλα φώτα.

Τι μπορούμε να τροφοδοτήσουμε με ένα ηλιακό πάνελ σε εσωτερικούς χώρους;

Το επίπεδο ισχύος που μπορούμε να παράγουμε με αυτήν την τεχνολογία είναι εξαιρετικά περιορισμένο.

Δεν θα μπορείτε να χρησιμοποιείτε αντικείμενα που απορροφούν ενέργεια, όπως ψυγεία, τηλεοράσεις ή υπολογιστές.

Το ηλιακό πάνελ που έχω χρησιμοποιήσει θα παράγει 5 βολτ με 3 αμπέρ – επομένως είναι σαφές ότι οτιδήποτε απαιτεί περισσότερη ισχύ δεν θα λειτουργήσει.

Μην αποθαρρύνεστε, ωστόσο, επειδή υπάρχουν πολλές άλλες συσκευές που μπορούν να τροφοδοτηθούν με την περιορισμένη ποσότητα ενέργειας που παρέχεται από ένα ηλιακό πάνελ εσωτερικού χώρου:

  • Κινητά τηλέφωνα
  • Φόρτιση φορητών ραδιοφώνων
  • Κάμερες ασφαλείας
  • Δρομολογητές Wi-Fi
  • Ηλιακά φώτα
  • Tablet και e-Readers
  • Τράπεζες μπαταριών

Schreibe einen Kommentar