Common Solar Tech, Akıllı Cihazlara İç Mekanlarda Güç Sağlayabilir

Evde veya ofiste bir ışığı her yaktığınızda, enerji harcarsınız. Ama ya ışık düğmesini çevirmek de enerji üretmek anlamına gelirse?

Genellikle güneş ışığını veya güneş ışığını elektriğe dönüştüren çatılara sabitlenmiş güneş veya fotovoltaik (PV) hücreleri düşünürüz, ancak bu teknolojiyi iç mekanlara getirmek binaların enerji verimliliğini daha da artırabilir ve duman alarmları, kameralar ve sıcaklık gibi kablosuz akıllı teknolojilerin alanlarını harekete geçirebilir. Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazları olarak da adlandırılan sensörler. Şimdi, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden (NIST) yapılan bir araştırma, iç mekanlarda ışığı yakalamak için basit bir yaklaşımın erişilebilir olabileceğini öne sürüyor. NIST araştırmacıları, farklı malzemelerden yapılmış küçük modüler PV cihazlarının iç mekan şarj kabiliyetini test etti ve ardından silikondan oluşan en düşük verimli modülü kablosuz bir sıcaklık sensörüne bağladı.

& #39;s ekibinin sonuçları, dergide yayınlandıEnerji Bilimi&amfisi; Mühendislik, sadece bir LED'den gelen ışığı emen silikon modülün, çalışırken tüketilen sensörden daha fazla güç sağladığını gösterin. Bu sonuç, cihazın ışıklar açıkken sürekli çalışabileceğini ve bu da birinin pili manuel olarak değiştirmesi veya şarj etmesi ihtiyacını ortadan kaldıracağını gösteriyor.

& quot;Sahadaki insanlar, IoT cihazlarına uzun vadede PV modülleriyle güç sağlamanın' mümkün olduğunu varsaydılar, ancak daha önce bunu destekleyecek verileri gerçekten görmedik' şimdi, bu, bunu başarabileceğimizi söylemek için bir tür ilk adım," NIST makine mühendisi ve çalışmanın baş yazarı Andrew Shore dedi.

Çoğu bina, gün boyunca hem güneş hem de yapay ışık kaynaklarının bir karışımı ile aydınlatılır. Alacakaranlıkta, ikincisi cihazlara enerji sağlamaya devam edebilir. Bununla birlikte, LED'ler gibi yaygın iç mekan kaynaklarından gelen ışık, güneş tarafından yayılan daha geniş bantlardan daha dar bir ışık spektrumunu kapsar ve bazı güneş pili malzemeleri, bu dalga boylarını yakalamada diğerlerinden daha iyidir.

Shore ve meslektaşları, birkaç farklı malzemenin tam olarak nasıl yığılacağını öğrenmek için galyum indiyum fosfit (GaInP), galyum arsenit (GaAs) - beyaz LED ışığına yönelik iki malzeme - ve silikondan oluşan PV mini modüllerini test etti. daha az verimli ama daha uygun fiyatlı ve sıradan malzeme.

Araştırmacılar, dış ışık kaynaklarını engellemek için opak bir kara kutunun içine yerleştirilmiş beyaz bir LED'in altına santimetre genişliğindeki modülleri yerleştirdi. LED, deneyler süresince, iyi aydınlatılmış bir odadaki ışık seviyelerine kıyasla 1000 lux sabit yoğunlukta ışık üretti. Silikon ve GaAs PV modülleri için, iç mekan ışığına maruz kalmanın güneş ışığından daha az verimli olduğu kanıtlandı, ancak GaInP modülü LED altında güneş ışığından çok daha iyi performans gösterdi. Hem GaInP hem de GaAs modülleri, silikon'un %9,3 güç dönüştürme verimliliği ile karşılaştırıldığında, LED ışığının sırasıyla %23,1 ve %14,1'ini elektrik gücüne dönüştürerek, iç mekanlarda silikonu önemli ölçüde geride bıraktı.

Araştırmacılar için sürpriz olmayan bir şekilde, sıralamalar, modüllerin yarı şarjlı 4,18 voltluk bir pili doldurmasının ne kadar sürdüğünü ölçtükleri bir şarj testi için aynıydı ve silikon en son bir farkla geliyordu. bir buçuk gün.

Shore, ekibin, en üst düzey rakiplerine göre düşük performansına rağmen silikon modülünün düşük talepli bir IoT cihazını çalıştırmak için yeterli güç üretip üretemeyeceğini öğrenmekle ilgilendiğini söyledi.

Bir sonraki deney için tercih ettikleri IoT cihazı, silikon PV modülüne bağladıkları ve bir kez daha bir LED'in altına yerleştirdikleri bir sıcaklık sensörüydü. Sensörü açtıktan sonra araştırmacılar, sıcaklık okumalarını yalnızca silikon modül tarafından desteklenen yakındaki bir bilgisayara kablosuz olarak besleyebildiğini buldular. İki saat sonra kara kutudaki ışığı kapattılar ve sensör çalışmaya devam etti, pili şarj olması gereken hızın yarısı kadar tükendi.

& quot;Daha az verimli bir mini modülle bile, tüketilen kablosuz sensörden daha fazla güç sağlayabileceğimizi gördük," dedi kıyı.

Araştırmacılar' bulgular, dış mekan PV modüllerinde zaten her yerde bulunan bir malzemenin, düşük kapasiteli pillere sahip iç mekan cihazları için yeniden kullanılabileceğini göstermektedir. Sonuçlar, özellikle ışıkların günün her saatinde açık olduğu ticari binalar için geçerlidir. Ancak, gün boyunca yalnızca aralıklı olarak yanan veya geceleri kapanan alanlarda PV ile çalışan cihazlar ne kadar iyi çalışır? Ve dışarıdan içeri akan ortam ışığı ne kadar bir faktör olabilir? Sonuçta evler ve ofis alanları't kara kutular değildir.

Ekip, ilk olarak NIST's Net-Sıfır Enerji Konut Test Tesisinde ışık ölçüm cihazları kurarak, ortalama bir konut, Shore'da gün boyunca hangi ışığın mevcut olduğunu anlamak için her iki soruyu da çözmeyi planlıyor. dedim. Ardından' PV ile çalışan IoT cihazlarının bir konut senaryosunda nasıl performans gösterdiğini öğrenmek için laboratuvardaki net sıfır evin aydınlatma koşullarını kopyalayacaklar.

Verilerini bilgisayar modellerine beslemek, belirli bir ışık seviyesi verildiğinde PV modüllerinin iç mekanlarda ne kadar güç üreteceğini tahmin etmek için de önemli olacaktır, bu da teknolojinin maliyet etkin uygulanması için önemli bir yetenektir.

& quot;Biz'ışıklarımızı her zaman açıyoruz ve bilgisayarlı ticari binalara ve evlere doğru ilerledikçe, PV, boşa harcanan ışık enerjisinin bir kısmını toplamanın ve enerji verimliliğimizi artırmanın bir yolu olabilir. ,&alıntı; dedi kıyı.

Hikaye Kaynağı:

Malzemelertarafından sunulanUlusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST).Not: İçerik, stil ve uzunluk açısından düzenlenebilir.