Solární lampa - Solar lamp

Solární lampa Park Rizal , Philippines
Zahradní solární lampa
Zvětšovací sklo

Solární lampy , také známý jako solární světla nebo solární lucernou , je osvětlovací systém složený z LED lampy , solární panely , baterie , regulátor nabíjení a tam může být také střídač . Lampa funguje na elektřinu z baterií , dobíjených pomocí solárního panelu (solárního fotovoltaického panelu)

Solární osvětlení domácnosti může nahradit jiné zdroje světla, jako jsou svíčky nebo petrolejové lampy . Solární lampy mají nižší provozní náklady než petrolejové lampy, protože obnovitelná energie ze slunce je na rozdíl od paliva zdarma. Na rozdíl od petrolejových lamp navíc sluneční lampy nevytvářejí žádné znečištění ovzduší v interiéru . Solární lampy však mají obecně vyšší počáteční náklady a jsou závislé na počasí.

Solární lampy pro použití ve venkovských situacích mají často schopnost zajistit dodávku elektřiny pro jiná zařízení, například pro nabíjení mobilních telefonů . Náklady na solární lampy v posledních letech stále klesají, protože součástky a lampy se sériově vyrábějí ve stále větším počtu.

Dějiny

Globální podíl na trhu, pokud jde o roční produkci FV technologií od roku 1990

Některé solární fotovoltaiky používají monokrystalické křemíkové nebo polykrystalické křemíkové panely, zatímco novější technologie používají tenkovrstvé solární články . Vzhledem k tomu, že moderní solární články byly představeny v roce 1954 v laboratořích Bell , pokroky v účinnosti solárních článků při přeměně světla na elektrickou energii a moderní výrobní technologie v kombinaci s účinností rozsahu vedly k mezinárodnímu růstu fotovoltaiky .

Jak 2016, LED žárovky používají pouze asi 10% energie, kterou žárovka vyžaduje. Efektivita výroby LED žárovek vedla k většímu přijetí jako alternativy ke starším elektrickým osvětlením

Komponenty

Kompletní struktura solární lampy je znázorněna na obrázku 1.

Obrázek 1

Solární panely

Většina solárních panelů je vyrobena z monokrystalického křemíku, polovodičového materiálu. Solární článek má dvě různé vrstvy křemíku. Spodní vrstva má méně elektronů, a proto má mírný kladný náboj vzhledem k povaze elektronů se záporným nábojem. Horní vrstva má navíc více elektronů a má mírně negativní náboj. Mezi těmito dvěma vrstvami je vytvořena potenciální bariéra.

Když vstoupí proud světelných částic zvaných fotony, odevzdají svoji energii atomům v křemíku. Propaguje jeden elektron z kovalentní vazby na další energetickou úroveň z horní vrstvy do spodní vrstvy. Tato propagace elektronu umožňuje volnější pohyb v krystalu, který produkuje proud. Čím více světla prosvítá, tím více elektronů se pohybuje, proto mezi nimi protéká více proudu. Tento proces se nazývá fotovoltaický a fotoelektrický efekt. Fotovoltaické systémy přímo přeměňují sluneční světlo na elektřinu.

Solární panely jsou vyrobeny z vrstev různých materiálů, jak vidíte na obrázku 2, v pořadí sklo, zapouzdření, krystalické články, zapouzdření, zadní list, spojovací krabice a nakonec rám. Zapouzdření chrání před vlhkostí a nečistotami, které by mohly způsobit problémy.

Obrázek 2

baterie

Baterie je obvykle umístěn v kovové nebo plastové pouzdro. Uvnitř pouzdra jsou elektrody včetně katod a anod, kde dochází k chemickým reakcím. Mezi katodou a anodou existuje také oddělovač, který brání vzájemné reakci elektrod a současně umožňuje volný průchod elektrického náboje mezi nimi. A konečně, kolektor vede nabíjení z baterie ven.

Baterie uvnitř solárních lamp obvykle používají technologii gelového elektrolytu s vysokým výkonem při hlubokém vybíjení, aby bylo možné použití v extrémních teplotních rozsazích. Může také použít olověnou kyselinu, nikl-metalhydrid, nikl-kadmium nebo lithium.

Tato část lampy šetří energii ze solárního panelu a poskytuje energii v případě potřeby v noci, kdy není k dispozici žádná světelná energie.

Obecně je účinnost přeměny fotovoltaické energie z fyzikálních důvodů omezená. Přibližně 24% slunečního záření o dlouhé vlnové délce není absorbováno. 33% je ztráta tepla do okolí a další ztráty jsou přibližně 15-20%. Je absorbováno pouze 23%, což znamená, že baterie je klíčovou součástí solární lampy.

Ovladač nabíjení

Tato část ovládá celé pracovní systémy pro ochranu nabití baterie. Zajišťuje, aby se baterie za žádných okolností, včetně extrémních povětrnostních podmínek s velkým teplotním rozdílem, nepřebíjela ani příliš nevybíjela a ještě více ji poškodila.

Tato část také obsahuje další součásti, jako je světelný ovladač, časový ovladač, zvuk, teplotní kompenzace, ochrana osvětlení, ochrana proti přepólování a přepínače střídavého proudu, které zajišťují, že citlivé záložní zátěže fungují normálně při výpadku.

Pracovní zásady

Obrázek 3

LED světla se používají díky své vysoké světelné účinnosti a dlouhé životnosti. Pod kontrolou DC regulátoru nabíjení bezkontaktní ovládání automaticky zapne světlo ve tmě a vypne se ve dne. Někdy se také kombinuje s časovými regulátory pro nastavení času opony, aby automaticky zapínal a vypínal světlo.

Jak je znázorněno na obrázku 3, čip obsahuje mikročip (R), B-, B+, S- a S+. S+ a S- jsou oba připojeny k solárním panelům pomocí drátu, z nichž jeden má plusový a druhý mínusový náboj. B- a B+ jsou v tomto případě připojeny ke dvěma bateriím. Světlo bude zobrazeno pomocí LED diody, když jsou všechny připojeny.

Výhody

Solární lampy mohou být pro zákazníky snadnější instalovat a udržovat, protože nevyžadují elektrický kabel. Solární lampy mohou být přínosem pro majitele se sníženými náklady na údržbu a náklady na účty za elektřinu. Solární lampy lze také použít v oblastech, kde není elektrická síť nebo vzdálené oblasti, kde chybí spolehlivé dodávky elektřiny. Existuje mnoho příběhů o lidech s plicním onemocněním, zhoršením zraku, popáleninami a někdy i smrtí jednoduše proto, že v noci nemají zdravou alternativu světla. Ženy se cítily nebezpečné chodit venku po setmění na toaletu. Porodnice porodily děti pouze pomocí svíčky a studenti nemohou studovat, když slunce zapadá kvůli nedostatku světla, což vede ke zvýšené negramotnosti a věčné chudobě. Toto je realita pro více než 1 miliardu lidí na celém světě. Nedostatek osvětlení odpovídá pokračující chudobě pociťované po celém světě. V lampě sluneční energie přeměňuje světelnou energii na elektrickou energii, tj. Je to vhodné pro náš každodenní život.

Výkon sluneční energie je omezen počasím a může být méně účinný, pokud je zataženo, mokro nebo zima.

Domácnosti přecházející na solární lampy z petrolejových lamp také získávají na zdravotním riziku spojeném s emisemi petroleje. Petrolej má často negativní dopad na lidské plíce.

Využívání sluneční energie minimalizuje tvorbu znečištění uvnitř budov, kde byl petrolej spojen s případy zdravotních problémů. Fotovoltaické panely jsou však vyrobeny z křemíku a dalších toxických kovů včetně olova , jehož likvidace může být obtížná .

Využívání slunečních světel zlepšuje vzdělávání studentů, kteří žijí v domácnostech bez elektřiny. Když nezisková organizace Unite to Light darovala solární lampy školám, odlehlé oblasti Kwa Zulu Natal v Jižní Africe dosáhly skóre testů a úspěšnosti úspěšnosti více než 30%. Světlo dává studentům více času na studium po setmění.

Experimentální studie z roku 2017 v neelektrifikovaných oblastech severního Bangladéše zjistila, že používání slunečních luceren snížilo celkové výdaje domácností, prodloužilo hodiny domácího studia dětí a zvýšilo školní docházku. To však nijak výrazně nezlepšilo vzdělávací výsledky dětí.

Využití

Solární pouliční osvětlení

Hlavní článek: Solární pouliční osvětlení

Tato světla poskytují pohodlný a nákladově efektivní způsob, jak osvětlit ulice v noci, aniž by pro chodce a řidiče potřebovali střídavé elektrické sítě. Mohou mít samostatné panely pro každou lampu systému, nebo mohou mít velký centrální solární panel a baterii pro napájení více lamp.

Solární LED lampa

Venkovský

Ve venkovské Indii se používají solární lampy, běžně nazývané solární lucerny, využívající buď LED nebo CFL, k nahrazení petrolejových lamp a dalších levných alternativ osvětlení. Zejména v oblastech, kde je jinak obtížně přístupný elektrický proud, jsou solární lampy velmi užitečné a také zlepšují kvalitu života.

Ekonomika

Američtí investoři pracují na vývoji solární lucerny za 10 USD za jednotku pro výměnu petrolejových lamp.

Viz také

Reference

  1. ^ a b „Jak funguje sluneční energie?“ . www.scientificamerican.com . Citováno 2015-10-31 .
  2. ^ „Mistři fotovoltaické technologie“ . www.renewableenergyworld.com . Citováno 2015-10-31 .
  3. ^ „Jak funguje fotovoltaika? - Věda NASA“ . science.nasa.gov . Citováno 2015-10-31 .
  4. ^ Bergesen, Joseph D .; Tähkämö, Leena; Gibon, Thomas; Suh, Sangwon (2016). „Potenciální dlouhodobé globální dopady efektivních technologií světelných zdrojů na životní prostředí“ . Journal of Industrial Ecology . 20 (2): 263. doi : 10,1111/jiec.12342 .
  5. ^ "Využití sluneční energie - Connect -Green" . www.connect-green.com . Citováno 2015-10-31 .
  6. ^ a b „Jak fungují solární články? - Vysvětlete to“ . www.explainthatstuff.com . Citováno 2015-10-31 .
  7. ^ "Fotovoltaické systémy" . Fotovoltaické systémy . Citováno 2015-10-31 .
  8. ^ Dow Corning (2009). „The Science of Solar: Solar Energy - The Basics“ (PDF) . Solární řešení .
  9. ^ „Solární panel“ . swcfyzika 30 . 7. června 2011 . Citováno 2015-10-31 .
  10. ^ „Jak baterie fungují“ . HowStuffWorks . Duben 2000 . Citováno 2015-10-31 .
  11. ^ a b „Solární - Philips osvětlení“ . www.lighting.philips.com . Citováno 2015-10-31 .
  12. ^ Goetzberger, Adolf (1998). Krystalické křemíkové solární články . Německo: John Wiley & Sons. s.  72 . ISBN 978-0-471-97144-3.
  13. ^ a b „Solární pouliční osvětlení, LED pouliční osvětlení - Anern Industry Group“ . www.anern.com . Citováno 2015-10-31 .
  14. ^ https://www.youtube.com/watch?v=8earltsP35w , vyvoláno 2015-11-01 Chybí nebo je prázdný |title=( nápověda )
  15. ^ "Výhody a nevýhody sluneční energie | GreenMatch.co.uk" . www.greenmatch.co.uk . Citováno 2015-11-01 .
  16. ^ https://esperanzamarket.com/blogs/news/93744963-changemakers-spotlight-unite-to-light
  17. ^ „Výhody a nevýhody sluneční energie“ . www.sepco-solarlighting.com . Citováno 2015-11-01 .
  18. ^ „Solární lampa a nabíječka“ . Britské muzeum . Citováno 2015-11-01 .
  19. ^ "Nevýhody sluneční energie - šetří budoucnost energie" . Zachovat-Energie-Budoucnost . Citováno 2015-11-01 .
  20. ^ Unite To Light https://esperanzamarket.com/blogs/news/93744963-changemakers-spotlight-unite-to-light
  21. ^ Kudo, Yuya; Shonchoy, Abu S .; Takahashi, Kazushi (2017). „Mohou sluneční lucerny zlepšit akademický výkon mládeže? Experimentální důkazy z Bangladéše“ (PDF) . Ekonomický přehled Světové banky . 33 (2): 436–460. doi : 10,1093/wber/lhw073 . hdl : 10986/25962 .
  22. ^ "nannammmaims-to-displace-kerosene-lampy.html Nejlevnější sluneční lampa se snaží vytlačit petrolejové lampy" . treehugger.com .
  23. ^ Foster, Peter (2009-10-18). „10 dolarů solární lampa na pomoc chudým“ . Telegraph.co.uk . Citováno 2015-12-16 .

externí odkazy