Kakšni so najnovejši napreki na področju sončnih celic za slabo osvetlitev za luči z rožami puhastača?

Zakaj so sončne celice pri slabem osvetljenju ključne za vrtne lučke v obliki marjetice

Vrtne luči za sončnice se soočajo z nekaterimi precej trdimi okoljskimi razmerami, ki zahtevajo posebne rešitve na področju sončne tehnologije. Večina jih je nameščenih na mestih, kjer tako ali tako pride le malo sonca, na primer pod drevesi ali v sencenih kotih vrtov, še posebej na severu, kjer je svetlobe na voljo le malo. Navadne stare silicijeve sončne celice v takšnih razmerah delujejo slabo. Ko se pojavijo oblači ali ko svetloba ni neposredna, učinkovitost standardnih sončnih panelov pade približno za polovico, včasih celo več. In kadar ne morejo dovolj napolniti baterij, uporabniki končajo z lučmi, ki jim utripajo in prehitro ugasnejo ob dolgih zimskih nočeh ali med meglenim pomladanskim vremenom.

Mlečne košice z okroglimi oblikami dejansko zbiranje energije naredijo precej težavno. Ukrivljenosti imajo tendenco meči sence na sebe, zato prejmejo približno 30 % manj svetlobe kot navadna ravna plošča. Ko ni posebnih sončnih celic, izdelanih za slabo osvetlitev, lepe ukrivljene oblike postanejo problem namesto prednosti. Za naslednjo generacijo teh vrtičnih luči morajo proizvajalci usmeriti pozornost na delovanje pri slabi svetlobi pod 100 luksov, kar je tipično, kadar drevesa blokirajo večino dnevne svetlobe ali med večernimi urami. Nekatere novejše sončne celice lahko ohranijo učinkovitost okoli 12 do 15 % celo v takšnih temnih razmerah, medtem ko običajne silicijeve celice popolnoma izgubijo učinkovitost na 5 do 7 %. To pomeni, da luči zanesljivo ostanejo prižgane vso noč, s čimer se spremenijo iz lepih okraskov za pomlad v naprave, ki so uporabne skozi vse leto in na različnih mestih v vrtu.

Inovacije perovskita in kvantnih pik, ki povečujejo učinkovitost pri slabi svetlobi

Perovskitske materiale s prilagojenim pasom za optimalno delovanje pri razpršenem svetlobnem pogoju pod 100 luksov

Razlog, zakaj perovskitske sončne celice tako dobro delujejo pri slabi osvetlitvi, je povezan s tem, kako prilagodimo njihove lastnosti pasovnega prereza. Ko proizvajalci spremenijo kemično sestavo teh materialov, postanejo bolj učinkoviti pri ustvarjanju električnih nabojev tudi takrat, ko je sončna svetloba razpršena in ne neposredna, kar se pogosto dogaja zjutraj zgodaj, pozno popoldne ali ob oblačnih dnevih. Preizkusi kažejo, da perovskitski materiali lahko ujamejo okoli 35–40 % več svetlobnih delcev v primerjavi z običajnimi silicijevimi ploščami, ko je na voljo manj kot 100 luksov, kar jih čini odličnimi za vrtne luči, ki morajo pravilno delovati tudi v delni senci ali med zimskimi meseci. To, kar jih loči od konvencionalne sončne tehnologije, je njihova sposobnost, da še naprej dosledno proizvajajo energijo, tudi kadar se nivoji osvetlitve hitro spreminjajo – pojav, ki se pogosto dogaja v vrtovih, kjer drevesa mečejo premikajoče se sence, oblačila pa prihajajo in odhajajo skozi celoten dan.

Kvantne pike, občutljive na NIR, razširijo spektralno absorpcijo v zasenčena, s listjem filtrirana okolja

Tehnologija kvantnih pik odpira nove možnosti za pridobivanje svetlobe, saj lahko ujame valovne dolžine blizu infrardečega spektra, ki dejansko predirajo skozi listje in ostanejo bogate tudi v senci. Ko so te posebne kvantne pike integrirane v svetlobne plošče oblike mlečnika, pretvarjajo preostalo toplotno sevanje v dejansko energijo, kar pomeni, da luči lahko delujejo še približno 2 uri in 18 minut dlje, kar kažejo najnovejše preizkušnje v terenu. To naredi veliko razliko za vrtne luči, ki so postavljene pod velikimi drevesi ali pergolami, kjer navadni sončni paneli že približno štiri ure po zahodu sonca prenehajo delovati. Resnična magija nastane, ko te majhne delce izkoristijo svetlobo, ki si je človek ne more celo predstavljati, zato polnjenje ostaja stabilno tudi tam, kjer je vse prekritih s senčnimi območji.

Dejanska zmogljivost: podaljšanje časa delovanja in potrditev v terenskih pogojih

Preizkusi v nordijskih deželah in pacifiškem severozahodu: 42 % daljše osvetljevanje ponoči v primerjavi s svetilkami na osnovi silicija

Raziskave, opravljene v nordijskih državah in delih Pacifiške severozahodne regije, kjer je na voljo le okoli 3,5 sončnih uro na dan, kažejo, kako se ti novi solarni členi za delovanje pri nizkem osvetljenju dejansko obnašajo zunaj laboratorijskih pogojev. Ko so bili testirani neprekinjeno več kot dvanajst mesecev, so majhne luči v obliki marjetice s paneli iz perovskitnih materialov in kvantnih pik svetile skoraj polovico dlje kot različice s standardnimi silicijevimi paneli. To pomeni, da lahko ves noč ostanejo prižgane tudi med temnimi zimskimi dnevi, ko naravna svetloba večino dneva ne doseže niti 100 luksov. Zakaj se to dogaja? Ti izboljšani paneli bolj učinkovito izkoriščajo razpoložljivi svetlobni spekter, zato delujejo bolje tudi pod oblačnim nebom ter zaznajo celo odseve svetlobe od površin. Testirali smo jih tudi ob obali Oregona, kjer so po celotnem letu izpostavljenosti slanemu zraku in vlažnemu vremenu še vedno proizvajali enako količino energije kot ob prvotni namestitvi.

Iz laboratorijske PCE (23,7 %) do donosa v vrtu: Kako stabilizirana izhodna moč pri slabi osvetlitvi zagotavlja zanesljivost svetlobe koprive

Rezultati laboratorijskih preizkusov so pokazali, da perovskitske celice dosegajo okoli 23,7 % učinkovitosti pretvorbe moči pri testiranju v stabilnih in zmernih razmerah z nizkim svetlobnim tokom. Vendar za vsakodnevno uporabo najpomembnejše je, kako dobro ohranjajo stabilen napetostni izhod ob spreminjanju sončnega svetlobe med dnevom. Luči Dandelion rešujejo ta problem z naprednim sistemom upravljanja energije, ki preprečuje utripanje LED-jev ob prehajanju oblakov – nekaj, s čimer večina poceni solarnih luči sploh ne zmorejo uspešno delovati. Zbrali smo tudi podatke iz terenskih meritev, ki kažejo kar impresivne rezultate – okoli 94 % dosledne svetilnosti skozi vse letne čase. Razlika med poletjem in zimo je le približno 5 %, kar ni sploh slabo glede na spremembe v vremenskih razmerah. To praktično pomeni, da imajo ljudje zanesljivo osvetlitev tudi med hojo pod drevesi ali ob jutranji megli, brez potrebe po stalnem prilagajanju. Možnost prenosa odličnih laboratorijskih rezultatov v kakovostno in zanesljivo delovanje noč za nočjo naredi te luči popolne za vrtove in poti, kjer želijo ljudje dobro vidnost brez skrbi za vzdrževanje.

Sinergija oblikovanja: Kako dandelion geometrija izboljša pridobivanje svetlobe v slabi osvetlitvi

360° kot zajemanja svetlobe in samodevna struktura površine za povečanje učinkovitega zajemanja sevanja

Sončne luči, oblikovane po vzoru ostudnice, združujejo naravno modrost z napredno sončno tehnologijo, da ujamejo vsak del razpoložljive energije, tudi ko pogoji niso idealni. Njihova zaokrožena oblika omogoča ujemanje sončne svetlobe iz katere koli smeri, kar je zelo pomembno v vrtovih, kjer drevesa večino dneva blokirajo neposredni sončni svit. Nekatere nedavne raziskave kažejo, da te okrogle konstrukcije zajamejo približno 37 % več razpršene svetlobe v primerjavi s standardnimi ploščatimi paneli, kar pomeni tudi boljše delovanje ponoči. Druga pametna rešitev je posebna prevleka, ki preprečuje odlaganje umazanije in vode na površini. Brez te zaščite bi namestitve v vrtovih vsak mesec izgubile od 12 do 18 % učinkovitosti zaradi nabiranja nečistoć. Celoten sistem ostaja čist brez potrebe po brisanju, poleg tega pa krivulja zmanjšuje izgube zaradi odsevov in usmerja razpršeno svetlobo ravno k sončnim celicam spodaj. Vsi ti elementi pomenijo, da te luči presenetljivo dobro delujejo tudi v senci, pri visoki vlažnosti ali onesnaženosti. To kaže, da dober videz ni nujno v nasprotju z učinkovitim delovanjem pri sončnih rešitvah prihodnosti.

Pogosta vprašanja

Kaj so sončne celice za delo v slabi osvetlitvi?

Sončne celice za delo v slabi osvetlitvi so zasnovane tako, da delujejo učinkovito pri minimalnem ali posrednem sončnem svetlobnem sevanju, na primer pod drevesi, med oblačnim vremenom ali v sencah.

Zakaj so perovskitske sončne celice boljše za pogoje z nizko raven osvetlitve?

Perovskitske sončne celice imajo prilagodljive lastnosti pasovnega režnja, ki jim omogočajo učinkovito generiranje električnih nabojev tudi pri razpršenem ali posrednem sončnem svetlu, kar je primerno za pogoje z nizko raven osvetlitve.

Kako kvantne točke pomagajo pri zajemanju sončne svetlobe?

Kvantne točke lahko absorbirajo blizu infrardeče valovne dolžine, ki prodrejo skozi liste, kar jim omogoča, da izkoriščajo svetlobo tudi v senci in jo pretvorijo v uporabno energijo.

Zakaj so učinkovite vrtne luči v obliki koprive?

Okrogla oblika luči v obliki koprive omogoča 360° kot zajema svetlobe in zmanjša sence, s čimer izboljša njihovo sposobnost učinkovitega zbiranja razpršene svetlobe.

Kako te sončne celice delujejo v resničnih okoljskih pogojih?

Študije kažejo, da sončne celice za delovanje v slabi svetlobi, nameščene v lučeh puhasta kopriva, omogočajo 42 % daljše nočno osvetlitev kot običajne luči na osnovi silicija, tudi v zahtevnih okoljih, kot so nordijske države in Pacifiška severozahodna regija.

Kaj pomeni PCE in kakšen je njegov pomen?

PCE pomeni učinkovitost pretvorbe moči, kar je ključen merilni kriterij učinkovitosti sončne celice pri pretvarjanju sončne svetlobe v električno energijo, zlasti pri različnih svetlobnih pogojih.