Ποιες είναι οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στα ηλιακά κύτταρα χαμηλού φωτισμού για λάμπες κηπουρικής με μαργαρίτα;

Γιατί είναι κρίσιμα τα ηλιακά κύτταρα χαμηλού φωτισμού για τα φώτα κήπου μαργαρίτας

Τα φωτιστικά κήπου για τα αγριομήλια πρέπει να αντιμετωπίζουν αρκετά δύσκολες καιρικές συνθήκες, οι οποίες απαιτούν ειδικές λύσεις ηλιακής τεχνολογίας. Τα περισσότερα εγκαθίστανται σε σημεία που δέχονται έτοιμα λίγο φως, όπως κάτω από δέντρα ή σε σκιερές γωνίες των κήπων, ειδικά στα βόρεια όπου ο φωτισμός είναι σπάνιος. Οι συνηθισμένες παλιές πυριτίου ηλιακές κυψέλες απλώς δεν λειτουργούν καλά σε αυτές τις συνθήκες. Όταν συρρέουν σύννεφα ή όταν το φως δεν είναι άμεσο, τα τυπικά ηλιακά πάνελ μειώνουν την απόδοσή τους κατά περίπου το μισό, μερικές φορές ακόμη και περισσότερο. Και όταν δεν μπορούν να φορτίσουν πλήρως αυτές τις μπαταρίες, οι άνθρωποι καταλήγουν να έχουν φώτα που αναβοσβήνουν πολύ γρήγορα στις μεγάλες χειμερινές νύχτες ή κατά τη διάρκεια του θλιμμένου εαρινού καιρού.

Οι λάμπες με σχήμα ανθός του αγριοτζίκου, λόγω των στρογγυλών τους σχημάτων, καθιστούν τη συλλογή ενέργειας αρκετά δύσκολη. Οι καμπύλες τείνουν να ρίχνουν σκιές πάνω τους, γεγονός που τους επιτρέπει να απορροφούν περίπου 30% λιγότερο φως σε σύγκριση με τα συνηθισμένα επίπεδα πάνελ. Όταν δεν υπάρχουν ειδικά ηλιακά κελιά που λειτουργούν σε ασθενές φως, αυτές οι όμορφες καμπύλες απλώς μετατρέπονται σε πρόβλημα αντί για πλεονέκτημα. Για την επόμενη γενιά αυτών των λαμπτήρων κήπου, οι κατασκευαστές πρέπει να επικεντρωθούν στην απόδοσή τους υπό αμβλύ φως, κάτω από 100 λουξ, κατάσταση που εμφανίζεται όταν τα δέντρα αποκλείουν το μεγαλύτερο μέρος του ημερήσιου φωτός ή κατά τις βραδινές ώρες. Κάποια νεότερα ηλιακά κελιά μπορούν ακόμη να επιτύχουν απόδοση περίπου 12 έως 15% ακόμη και σε αυτές τις σκοτεινές συνθήκες, ενώ τα συνηθισμένα κελιά πυριτίου σχεδόν αποτυγχάνουν, με απόδοση 5 έως 7%. Αυτό σημαίνει ότι οι λάμπες παραμένουν αναμμένες όλη τη νύχτα με αξιοπιστία, μετατρέποντάς τις από απλά όμορφα διακοσμητικά για την άνοιξη σε κάτι που οι άνθρωποι μπορούν να εμπιστεύονται όλο το χρόνο, σε διαφορετικά σημεία του κήπου τους.

Καινοτομίες σε Περοβσκίτη και Quantum Dot που αυξάνουν την απόδοση σε συνθήκες ασθενούς φωτισμού

Υπεροξείδια με ρυθμιζόμενο ενεργειακό διάκενο για βέλτιστη απόδοση σε διάχυτο φως, σε συνθήκες κάτω των 100 λουξ

Ο λόγος για τον οποίο οι περοβσκίτες ηλιακά κύτταρα λειτουργούν τόσο καλά σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού έχει να κάνει με τον τρόπο με τον οποίο ρυθμίζουμε τις ιδιότητες του ενεργειακού διακένου τους. Όταν οι κατασκευαστές αλλάζουν τη χημική σύσταση αυτών των υλικών, αυτά γίνονται καλύτερα στη δημιουργία ηλεκτρικών φορτίων, ακόμη και όταν το φως του ήλιου είναι διάχυτο και όχι άμεσο, όπως συμβαίνει το πρωί, το απόγευμα ή τις ημέρες με συννεφιά. Δοκιμές έχουν δείξει ότι οι περοβσκίτες μπορούν να απορροφούν περίπου 35-40% περισσότερα φωτόνια σε σχέση με τα συμβατικά πάνελ πυριτίου όταν η διαθέσιμη φωτεινότητα είναι κάτω των 100 λουξ, κάνοντάς τα ιδανικά για φωτιστικά κήπου που πρέπει να λειτουργούν σωστά ακόμη και όταν βρίσκονται εν μέρει σε σκιά ή κατά τους χειμερινούς μήνες. Αυτό που τα διαφοροποιεί από τη συμβατική ηλιακή τεχνολογία είναι η ικανότητά τους να συνεχίζουν να παράγουν ενέργεια με σταθερότητα, ακόμη και όταν οι στάθμες φωτισμού μεταβάλλονται γρήγορα, κάτι που συμβαίνει συχνά σε αυλές όπου τα δέντρα δημιουργούν κινούμενες σκιές και τα σύννεφα εμφανίζονται και εξαφανίζονται καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.

Κβαντικές τελείες που ανταποκρίνονται στο εγγύς υπέρυθρο, οι οποίες επεκτείνουν τη φασματική απορρόφηση σε σκιερά περιβάλλοντα με φίλτρο φύλλων

Η τεχνολογία κβαντικών τελειών ανοίγει νέες δυνατότητες για τη συλλογή φωτός, επειδή μπορεί να απορροφήσει τα εγγύς υπέρυθρα μήκη κύματος που πραγματικά διαπερνούν τα φύλλα και παραμένουν άφθονα, ακόμη και όταν επικρατεί σκιά. Όταν αυτές οι ειδικές QDs ενσωματώνονται σε πάνελ φωτισμού σχήματος ταξιαρχούς, μετατρέπουν την υπόλοιπη ακτινοβολία θερμότητας σε πραγματική ενέργεια, κάτι που σημαίνει ότι οι λάμπες μπορούν να λειτουργούν περίπου 2 ώρες και 18 λεπτά περισσότερο, σύμφωνα με πρόσφατες δοκιμές στο πεδίο. Κάνει τη διαφορά για τα φωτιστικά κήπων που βρίσκονται κάτω από μεγάλα δέντρα ή περγκόλες, όπου τα συνηθισμένα ηλιακά πάνελ απλώς σταματούν να λειτουργούν περίπου τέσσερις ώρες μετά τη δύση του ηλίου. Η πραγματική μαγεία συμβαίνει όταν αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια αξιοποιούν το φως που δεν μπορούμε καν να δούμε, έτσι η φόρτιση παραμένει σταθερή, ακόμη και όταν υπάρχουν παντού σκιές.

Απόδοση στην πραγματική χρήση: Κέρδη διάρκειας λειτουργίας και επαλήθευση στο πεδίο

Δοκιμές στη Βόρεια Ευρώπη και τον Ειρηνικό Βορρά: 42% μεγαλύτερη διάρκεια φωτισμού τη νύχτα σε σύγκριση με φωτιστικά με βάση το πυρίτιο

Έρευνα που διεξήχθη σε όλα τα σκανδιναβικά έθνη και μέρη του βορειοδυτικού Ειρηνικού όπου συνήθως υπάρχουν μόνο περίπου 3,5 ώρες αιχμής ηλιακού φωτός κάθε μέρα δείχνει πώς αυτά τα νέα ηλιακά κύτταρα χαμηλού φωτισμού λειτουργούν πραγματικά εκτός εργαστηρια Όταν δοκιμάστηκαν επί δώδεκα μήνες, αυτά τα μικρά φώτα με τα πάνελ που κατασκευάστηκαν από περοβσκίτη και κβαντικές κουκίδες κράτησαν σχεδόν το ήμισυ περισσότερο από τα κανονικά πλαίσια πυριτίου. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να συνεχίσουν να λάμπουν όλη τη νύχτα μέσα από τις σκοτεινές χειμερινές μέρες, όταν το φυσικό φως μόλις φτάνει τα 100 lux για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας. Γιατί συμβαίνει αυτό; Αυτά τα βελτιωμένα πάνελ καταλαμβάνουν περισσότερο από το διαθέσιμο φάσμα φωτός, έτσι δουλεύουν καλύτερα κάτω από συννεφιασμένο ουρανό και ακόμη και ανιχνεύουν αντανακλάσεις από επιφάνειες. Επίσης τα δοκιμάσαμε κατά μήκος της ακτής του Όρεγκον, και μετά από έναν ολόκληρο χρόνο μάχης με αλμυρό αέρα και υγρό καιρό, τα πάνελ παρήγαγαν ακόμα την ίδια ενέργεια όπως όταν τα εγκαταστήσαμε για πρώτη φορά.

Από το εργαστηριακό PCE (23,7%) στην απόδοση του κήπου: Πώς η σταθεροποιημένη έξοδος χαμηλού φωτισμού μεταφράζεται στην αξιοπιστία του φωτός της λουλουδιού

Τα εργαστηριακά αποτελέσματα έδειξαν ότι τα περοβσκίτιδα κύτταρα έχουν 23,7% αποτελεσματικότητα μετατροπής ενέργειας όταν δοκιμάζονται υπό σταθερές συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Αλλά αυτό που έχει σημασία για την καθημερινή χρήση είναι το πόσο καλά διατηρούν σταθερή τάση όταν το φως του ήλιου αλλάζει κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα φώτα με λουλούδια αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα με το έξυπνο σύστημα διαχείρισης ενέργειας που εμποδίζει τα LED να αναβοσβήνουν όταν περνάνε σύννεφα, κάτι που τα φθηνά ηλιακά φώτα δεν μπορούν να χειριστούν. Έχουμε συλλέξει δεδομένα πεδίου που δείχνουν αρκετά εντυπωσιακά αποτελέσματα επίσης περίπου 94% σταθερή φωτεινότητα σε διάφορες εποχές. Το καλοκαίρι έναντι του χειμώνα δείχνει μόνο περίπου 5% διαφορά στην απόδοση η οποία δεν είναι καθόλου άσχημη λαμβάνοντας υπόψη τις κλιματικές διακυμάνσεις. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι οι άνθρωποι λαμβάνουν αξιόπιστο φως ακόμη και όταν περπατούν κάτω από δέντρα ή αντιμετωπίζουν την πρωινή ομίχλη χωρίς να χρειάζεται να προσαρμόζουν συνεχώς τίποτα. Το να μπορείς να πάρεις αυτούς τους σπουδαίους αριθμούς εργαστηρίου και να τους μετατρέψεις σε πραγματικές νυχτερινές επιδόσεις κάνει αυτά τα φώτα ιδανικά για κήπους και μονοπάτια όπου οι άνθρωποι θέλουν καλή ορατότητα χωρίς να ανησυχούν για συντήρηση.

Συνεργασία σχεδιασμού: Πώς η γεωμετρία του λουλουδιού βελτιώνει τη συγκομιδή σε χαμηλό φωτισμό

στροφή αφαίρεσης φωτός 360° και δομή επιφάνειας αυτοκαθαρισμού που ενισχύουν την αποτελεσματική αφαίρεση ακτινοβολίας

Ηλιακά φώτα που μορφώνονται σε λουλουδάκια συνδυάζουν τη σοφία της φύσης με την προηγμένη τεχνολογία ηλιακής ενέργειας για να αρπάξουν κάθε κομμάτι της διαθέσιμης ενέργειας ακόμα και όταν οι συνθήκες δεν είναι ιδανικές. Το σχήμα τους τους επιτρέπει να πιάνουν το φως του ήλιου από οπουδήποτε γύρω τους, κάτι που έχει μεγάλη σημασία σε κήπους όπου τα δέντρα εμποδίζουν τον άμεσο ήλιο την περισσότερη μέρα. Μερικές πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι αυτά τα στρογγυλά σχέδια ανιχνεύουν περίπου 37% περισσότερο διάσπαρτο φως σε σύγκριση με τα κανονικά επίπεδα πάνελ, καθιστώντας τα καλύτερα λειτουργικά και τη νύχτα. Ένα άλλο έξυπνο κόλπο είναι η ειδική επικάλυψη που κρατά μακριά τη βρωμιά και το νερό από την επιφάνεια. Χωρίς αυτή την προστασία, οι εγκαταστάσεις κήπου συχνά χάνουν από 12 έως 18% απόδοση κάθε μήνα μόνο από την συσσώρευση. Όλο το σύστημα παραμένει καθαρό χωρίς να χρειάζεται να σκουπιστεί, συν η καμπύλη μειώνει τις σπατάλες αντανακλάσεις και διοχετεύει το σπατάλη φωτός κατευθείαν στα ηλιακά κύτταρα από κάτω. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά σημαίνει ότι αυτά τα φώτα λειτουργούν εκπληκτικά καλά ακόμα και στη σκιά, την υγρασία ή τη ρύπανση. Αυτό δείχνει ότι η καλή εμφάνιση δεν χρειάζεται να έρχεται σε βάρος της αποτελεσματικής λειτουργίας των μελλοντικών ηλιακών λύσεων.

Συχνές Ερωτήσεις

Τι είναι οι φωτοβολταϊκές κυψέλες χαμηλού φωτισμού;

Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες χαμηλού φωτισμού έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν αποδοτικά σε συνθήκες όπου το φως του ήλιου είναι ελάχιστο ή έμμεσο, όπως κάτω από δέντρα, κατά τη διάρκεια συννεφιασμένου καιρού ή σε σκιασμένες περιοχές.

Γιατί οι περοβσκίτες φωτοβολταϊκές κυψέλες είναι καλύτερες για συνθήκες χαμηλού φωτισμού;

Οι περοβσκίτες φωτοβολταϊκές κυψέλες διαθέτουν ρυθμιζόμενες ιδιότητες διακένου ζώνης που τους επιτρέπουν να παράγουν αποδοτικά ηλεκτρικά φορτία ακόμη και σε διάχυτο ή έμμεσο φως του ήλιου, κάτι που τις καθιστά κατάλληλες για συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Πώς βοηθούν τα κβαντικά σημεία στη συγκέντρωση ηλιακού φωτός;

Τα κβαντικά σημεία μπορούν να απορροφούν μήκη κύματος κοντά στο υπέρυθρο φάσμα που διαπερνούν τα φύλλα, επιτρέποντάς τους να αξιοποιούν το φως ακόμη και σε σκιά και να το μετατρέπουν σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια.

Τι κάνει τα φωτιστικά κήπου σε σχήμα μαργαρίτας αποτελεσματικά;

Η στρογγυλεμένη μορφή των φωτιστικών μαργαρίτας επιτρέπει γωνία απορρόφησης φωτός 360° και μειώνει τις σκιές, ενισχύοντας την ικανότητά τους να συλλέγουν αποτελεσματικά διάχυτο φως.

Πώς λειτουργούν αυτές οι φωτοβολταϊκές κυψέλες σε πραγματικές συνθήκες;

Μελέτες δείχνουν ότι οι φωτοβολταϊκές κυψέλες χαμηλού φωτισμού που είναι ενσωματωμένες σε λαμπτήρες με σχήμα αμάραντου παρέχουν 42% μεγαλύτερη διάρκεια φωτισμού τη νύχτα σε σύγκριση με παραδοσιακούς λαμπτήρες βασισμένους σε πυρίτιο, ακόμα και σε δύσκολα περιβάλλοντα όπως οι Βόρειες χώρες και το Pacific Northwest.

Τι σημαίνει ο όρος PCE και ποια είναι η σημασία του;

Ο όρος PCE σημαίνει Απόδοση Μετατροπής Ισχύος (Power Conversion Efficiency), μια κρίσιμη μέτρηση που δείχνει πόσο αποτελεσματικά μια φωτοβολταϊκή κυψέλη μετατρέπει το φως του ηλίου σε ηλεκτρική ενέργεια, ιδιαίτερα υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες φωτισμού.