Apakah ada panel surya yang berbeda untuk menangkap kembali energi dari penerangan rumah tangga?

Saya telah menyelidiki pengambilan kembali energi dari penerangan rumah menggunakan panel surya.

Apakah ada panel surya yang dirancang khusus untuk menangkap pencahayaan dalam ruangan dengan efisiensi yang lebih tinggi?

Jika demikian, apa perbedaan antara panel surya outdoor dan indoor yang dirancang untuk tujuan ini?

Referensi :

• Batas Efisiensi Surya
• Dapatkah Baterai Solar Mengisi Daya Menggunakan Lampu Pijar?
• Dapatkah panel surya mengisi daya dari lampu jalan, pada malam hari? Karena itu biaya dari matahari di siang hari!

Saya tidak berpikir mereka ada, dan itu ada alasannya.

Pertama: panel surya dapat dicirikan terutama oleh spektrum efisiensinya: pada panjang gelombang mana, rasio energi cahaya mana yang dapat dikonversi menjadi tenaga listrik.

Ini perlu memiliki maksimum di sekitar cahaya tampak, karena Matahari memberikan sebagian besar energinya dalam interval panjang gelombang ini.

Ini karena mata kita dapat melihat yang terbaik dalam spektrum ini. Kami hanya berevolusi menjadi sinar matahari.

Dan ini karena cahaya rumah juga ada dalam panjang gelombang ini: inilah yang paling kita, manusia, sukai.

Tidak perlu untuk panel surya yang berbeda.

Tetapi kekuatan sinar matahari sekitar ratusan , meskipun sangat bervariasi:$\frac{W}{m^2}$

Kekuatan cahaya bohlam rumah kadang-kadang sekitar 10W - bukan untuk , tetapi untuk seluruh ruangan! Mungkin, kita melihat di ruangan yang cukup terang sama baiknya dengan di bawah sinar matahari, tetapi itu hanya karena mata kita sangat adaptif. Kepadatan daya cahaya yang sebenarnya adalah kesepuluh, atau bahkan seratus lebih kecil, seperti di bawah sinar matahari.$m^2$

Dan efisiensi sebagian besar panel surya adalah sekitar 10-20%. Ada versi eksperimental, sangat mahal mencapai 40%. Sebuah panel surya di sebuah ruangan tidak dapat menghasilkan energi yang berharga, paling banyak beberapa watt - pada biaya harga panel surya di atap. Dan biaya adalah masalah utama mereka bahkan dengan tenaga surya mereka yang jauh lebih besar.

Perasaan saya adalah bahwa Anda akan dapat menghemat lebih banyak energi daripada yang dapat Anda tangkap kembali dengan menghilangkan pemborosan cahaya dan menurunkan penggunaan energi dari sumber cahaya yang sesuai.

Biarkan saya menggunakan eksperimen pikiran untuk menjelaskan:

Jika Anda berada di ruangan berbentuk kubus putih dengan cahaya di atap dan jendela besar di satu dinding dengan tirai hitam. Pada malam hari ketika tidak ada cahaya dari jendela jika gorden Anda terbuka, Anda kehilangan semua cahaya itu, jika Anda menggambar gorden itu tidak lebih baik karena mereka hitam sehingga mereka menyerapnya dan ruangan tidak lebih terang. Namun, jika Anda membuat gorden menjadi putih, ruangan akan menjadi sedikit lebih terang dan Anda dapat menurunkan konsumsi daya cahaya Anda untuk mendapatkan kecerahan yang sama di dalam ruangan.

Jadi, jika Anda meletakkan panel surya di salah satu dinding putih kamar Anda, Anda sekarang memiliki sesuatu yang "menangkap kembali" energi, tetapi ruangan itu lebih gelap karena cahaya itu tidak lagi menambah kecerahan ruangan dengan sedang dipantulkan, jadi Anda perlu meningkatkan energi cahaya Anda untuk mendapatkan kecerahan yang sama.

Karena ketidakefisienan konversi energi dari listrik ke cahaya dan dalam menangkapnya kembali dan mengubahnya kembali menjadi listrik, Anda akan selalu kehilangan lebih banyak daripada ekstra yang harus Anda masukkan untuk menjaga kecerahan ruangan yang sama. Oleh karena itu lebih efisien untuk menurunkan penggunaan cahaya dan mengoptimalkan ruangan untuk memantulkan lebih banyak cahaya kembali (permukaan putih).

Beberapa bahan agak lebih baik daripada yang lain di tingkat cahaya yang lebih rendah TETAPI dalam situasi dalam ruangan yang khas, bahkan bahan yang sangat dioptimalkan tidak memiliki ketersediaan energi input untuk dikonversi. misalnya silikon Mono-kristal agak lebih baik pada tingkat cahaya yang sangat rendah daripada Poly-kristal tetapi keduanya tidak dapat mengatasi kekurangan energi yang mendasar.

Sinar matahari penuh ~ = 100.000 lux (lumens / meter ^ 2).
Kamar-cahaya dikatakan 250 lux (cukup cerah).
Monitor LCD modern menampilkan semua warna putih dan diatur ke "bagus dan cerah" akan memiliki kecerahan pada permukaan layar sekitar 250 lux. Perbedaan antara sinar matahari penuh & ini adalah 400: 1.

Panel PV (fotovoltaik) yang baik di bawah sinar matahari yang cerah akan menghasilkan 150W per meter persegi. (Lebih dari 200 W di sel dalam kasus terbaik). Pada 250 lux, yang TERBAIK dapat Anda harapkan sekitar 500 miliWatt per meter persegi.

Untuk mendapatkan 250 lux = 250 Watt / m ^ 2 yang saya sebutkan di atas, Anda membutuhkan 250 Watt energi cahaya aktual yang bersinar tepat satu meter persegi. LED terbaik yang tersedia mengkonversi sekitar 50% dari input DC ke cahaya. Produk komersial yang baik sangat efisien sekitar 25%. Jadi, Anda perlu menerangi area satu meter persegi dengan input DC 1.000 Watt ** pencahayaan LED komersial yang baik untuk mendapatkan output 500 miliWatts. Rasio daya sekitar 2000: 1 untuk mematikan.

** mis. bohlam "pengganti 150 Watt" teratas (Philips, Cree, ...) mungkin memiliki input sekitar 25 Watt. Anda membutuhkan 1000/25 = 40 dari lampu "150 Watt replacement" ini yang bersinar pada panel PV 1 meter persegi yang bagus untuk menghasilkan sekitar 500 miliWatts output.

Saya memiliki panel 150 Watt ini, 12 volt (dikatakan). Dalam mengujinya dengan dua lampu 100 Watt (sama dengan jenis lama 100 watt) yang digunakan untuk penerangan ruangan. Panel yang satu ini dapat menyalakan dua bola lampu LED lainnya dari dua di langit-langit. WOW, saya pikir itu tidak mungkin. Anda hanya mendapat 10% dari panel. Tidak begitu...

Dua di antaranya untuk menyalakan panel surya. LED terlihat agak redup daripada normal. Tetapi panel hanya mendapatkan 11,61 Volts (sekitar).

LED terpasang dalam catu daya 12 volt dan ada perbedaan besar dalam kekuatan pencahayaan.