ידע בתאורה סולארית

כמקור אנרגיה חדש, תאים סולאריים מיושמים לראשונה על גופי תאורה בשימוש אזרחי. נכון לעכשיו, בפרויקט הבהיר המערבי, היישום של פנסי רחוב סולאריים שאינם כבישים ראשיים, אורות גן סולאריים ואורות מדשאה סולארית, אורות דקורטיביים סולאריים והיבטים אחרים יצרו בהדרגה קנה מידה. בתכנון גופי תאורה סולאריים מעורבים גורמים רבים במקור האור, מערכת התאים הסולאריים, בקרת טעינת הסוללה ופריקה, שכל אחד מהם יגרום לליקויים במוצר.

במאמר זה, המאפיינים החיצוניים של תאים סולאריים, בקרת טעינה ופריקה של הסוללה, מנורות תאורה סולארית מייצרות לעתים קרובות מנורות LED ותלת צבעים יעילות גבוהה לחיסכון באנרגיה מושווים, מנתחים את היתרונות והחסרונות שלהן ומזדמנים שימוש. במקביל, מוצעת שיטת השיפור כדי לפתור את הבעיות הקיימות בתכנון המעגל של מנורה סולארית בשוק. בגלל היתרונות הייחודיים שלה, מנורות סולאריות פותחו במהירות בשנים האחרונות. הספק מנורת הדשא קטן, בעיקר למטרות קישוט, דרישות גבוהות לניידות, בנוסף, המעגל קשה להנחת, דרישות עמיד למים גבוהות, הדרישות הנ"ל גורמות למנורת הדשא המופעלת על ידי תאים סולאריים להראות יתרונות רבים חסרי תקדים.

בפרט, הביקוש לאורות מדשאות סולאריות בשווקים זרים הוא עצום בהשוואה למוצרים אחרים. בשנת 2002, גואנגדונג ושנג'ן לבדן נהגו לייצר נורות מדשאות סולריות ליצוא צריכת תאים סולאריים הגיעה ל-2MW, שווה ערך ל-1/3 מהייצור המקומי של תאים סולאריים באותה שנה, השנה עדיין שומרת על תנופת פיתוח חזקה, שלא צפויה . אורות גן סולאריים נמצאים בשימוש נרחב בפארקים, אזורי מגורים ודרכי תנועה לא ראשיות. יחד עם זאת, עקב ההתפתחות המהירה, חלק מהמוצרים אינם בשלים מבחינה טכנית, ישנם פגמים רבים בבחירת מקור האור ועיצוב המעגל, מה שמפחית את הכלכלה והאמינות של המוצר, ומבזבז משאבים רבים. לאור הבעיות שלעיל, מאמר זה מציג דעות משלהם לייצור של מנורות סולאריות ופנסים.

1, המאפיינים החיצוניים של תאים סולאריים

מנקודת המבט של היישום, כולם מודאגים בעיקר מהמאפיינים החיצוניים של תאים סולאריים. קודם כל, עבור תא סולארי בודד, מדובר בצומת PN, שיש לו את כל המאפיינים של צומת PN אלא שכאשר השמש זורחת עליו, הוא מסוגל לייצר חשמל. יש לו מתח מוצא מדורג של 0.48V בתנאי תאורה סטנדרטיים. מודולי התא הסולאריים המשמשים בגופי תאורה סולאריים מורכבים ממספר תאים סולאריים מחוברים. יש לו מקדם טמפרטורה שלילי, ולכל דרגת עלייה בטמפרטורה, הטמפרטורה של כדור הארץ עולה. mV, עבור מודול התא הסולארי המורכב ממספר תאים סולאריים, זו בעיה שאי אפשר להתעלם ממנה. Isc הוא זרם הקצר, Im הוא זרם השיא, ו-Voc הוא מתח המעגל הפתוח. Vm הוא שיא המתח ו-Pm הוא שיא ההספק.

בשימוש, תא השמש פתוח או קצר חשמלי לא יגרום נזק, למעשה, אנו משתמשים גם בתכונה זו של בקרת טעינה ופריקה של הסוללה.

2, השימוש בתאים סולאריים חייב לשים לב לבעיה

2.1 בחירת כוח תא סולארי

הספק המוצא של תאים סולאריים Wp שאנו אומרים הוא הספק המוצא של התא הסולארי בתנאי תאורה סולארית סטנדרטיים, כלומר תקן 101 שהוגדר על ידי הנציבות האירופית, עוצמת הקרינה של 1000W/m2, האיכות האטמוספרית של AM1.5, וטמפרטורת הסוללה של 25 מעלות. מצב זה זהה בערך לתנאי הארת השמש בסביבות הצהריים ביום שמש, (בחלקים התחתונים של נהר היאנגצה יכול להיות רק קרוב לערך זה) זה לא כמו שאנשים מסוימים חושבים, כל עוד יש שם אור שמש יהיה מדורג כוח פלט, ואפילו חושב שניתן להשתמש בתאים סולאריים בדרך כלל תחת מנורות פלורסנט בלילה. כלומר, הספק המוצא של התא הסולארי הוא אקראי, בזמנים שונים, מיקומים שונים, הספק המוצא של אותו תא סולארי שונה.

על מנת להבין בצורה אינטואיטיבית יותר את ההתפלגות היומית הממוצעת של קרינת השמש במקומות שונים, טבלה 2 מציגה את הקשר המקביל בין סך הקרינה השנתית לשעות השיא היומיות הממוצעות (הזמן המקביל שבו תאים סולאריים יכולים לקבל קרינה של 1000W/m2 ליום ).

ניתן לראות את סך הקרינה השנתית ואת שעות השיא היומיות הממוצעות מהנתונים לעיל, עיצוב מנורות ומנורות סולאריות קשור לשימוש בשטח. הקשר בין הספק המוצא המדורג של המודול הסולארי והספק הקלט של המנורה במזרח סין הוא בערך 2 ~ 4:1, ויש לקבוע את הפרופורציה הספציפית בהתאם לזמן העבודה של המנורה בכל יום ודרישות התאורה לימי גשם רצופים. בנוסף, הספק המוצא של התא הסולארי הוא כ-120W/m2.

2.2 בחירת קיבולת סוללה

מכיוון שאנרגיית הכניסה של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הסולארית היא מאוד לא יציבה, בדרך כלל יש צורך להגדיר את מערכת הסוללות כך שתעבוד, ומנורות סולאריות אינן יוצאות דופן, ויש להגדיר את הסוללות לעבודה. יש בדרך כלל סוללות עופרת, סוללות Ni-Cd, סוללות Ni-H, ובחירת הקיבולת שלהן משפיעה ישירות על אמינות המערכת ומחיר המערכת. בחירת קיבולת הסוללה בדרך כלל עוקבת אחר העקרונות הבאים: קודם כל, בהנחה של יכולת לעמוד בתאורת הלילה, האנרגיה של מודול התא הסולארי במהלך היום נשמרת ככל האפשר, ובמקביל, יש לאחסן את האנרגיה הדרושה כדי לענות על צרכי תאורת הלילה הגשומים המתמשכים. קיבולת הסוללה קטנה מכדי לענות על הצרכים של תאורת לילה, קיבולת הסוללה גדולה מדי, מצד אחד הסוללה תמיד במצב של אובדן חשמל, משפיעה על חיי הסוללה, תוך גרימת בזבוז.