Teknoġija Solari Komuni Can Power Apparat Intelliġenti Ġewwa

Kull darba li tixgħel dawl fid-dar jew fl-uffiċċju, tkun qed tonfoq l-enerġija. Imma x'jiġri jekk it-taqleb tas-swiċċ tad-dawl ikun ifisser li tipproduċi l-enerġija wkoll?

Normalment naħsbu f'ċelluli solari, jew fotovoltajċi (PV), imwaħħla mas-soqfa, li jikkonvertu d-dawl tax-xemx f'elettriku, iżda li nġibu dik it-teknoloġija ġewwa tista 'tkompli tagħti spinta lill-effiċjenza enerġetika tal-bini u tagħti enerġija f'meded ta' teknoloġiji intelliġenti mingħajr fili bħal allarmi tad-duħħan, kameras u temperatura. sensors, imsejħa wkoll apparat tal-Internet tal-Oġġetti (IoT). Issa, studju mill-Istitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST) jissuġġerixxi li jista 'jintlaħaq approċċ sempliċi biex jinqabad dawl ġewwa. Ir-riċerkaturi tan-NIST ttestjaw il-kapaċità tal-iċċarġjar ta 'ġewwa ta' apparati PV modulari żgħar magħmulin minn materjali differenti u mbagħad qabdu l-modulu tal-inqas effiċjenza -- magħmul minn silikon -- ma 'sensur tat-temperatura mingħajr fili.

Ir-riżultati tat-tim', ippubblikati fil-ġurnalXjenza tal-Enerġija& Inġinerija, juri li l-modulu tas-silikon, li jassorbi biss id-dawl minn LED, ipprovda aktar enerġija mis-sensor ikkunsmat waqt it-tħaddim. Dan ir-riżultat jissuġġerixxi li l-apparat jista' jaħdem kontinwament waqt li d-dwal jibqgħu mixgħula, li jelimina l-ħtieġa li xi ħadd jiskambja manwalment jew jerġa 'jiċċarġja l-batterija.

& quot;In-nies fil-qasam assumew li'huwa possibbli li jħaddmu apparati IoT b'moduli PV fit-tul, iżda aħna ma'ma tantx rajna d-dejta biex tappoġġa dik qabel issa, għalhekk dan huwa tip ta 'l-ewwel pass biex ngħidu li nistgħu niġbduha," qal Andrew Shore, inġinier mekkaniku NIST u awtur ewlieni tal-istudju.

Il-biċċa l-kbira tal-bini huma mixgħula b'taħlita kemm ta' xemx kif ukoll ta' sorsi ta' dawl artifiċjali matul il-ġurnata. Fl-għabex, dan tal-aħħar jista 'jkompli jforni l-enerġija lill-apparati. Madankollu, dawl minn sorsi ta 'ġewwa komuni, bħall-LEDs, jifrex fuq spettru idjaq ta' dawl mill-meded usa 'emittenti mix-xemx, u xi materjali taċ-ċelloli solari huma aħjar biex jaqbdu dawn il-wavelengths minn oħrajn.

Biex issir taf eżattament kif ftit materjali differenti kienu se jinġabru, Shore u l-kollegi tiegħu ttestjaw mini moduli PV magħmula minn gallium indium phosphide (GaInP), gallium arsenide (GaAs) -- żewġ materjali mmirati lejn dawl LED abjad -- u silikon, a materjal inqas effiċjenti iżda aktar affordabbli u komuni.

Ir-riċerkaturi poġġew il-moduli wiesgħa ċentimetri taħt LED abjad, li jinsab ġewwa kaxxa sewda opaka biex jimblokka s-sorsi tad-dawl esterni. L-LED ipproduċa dawl f'intensità fissa ta '1000 lux, komparabbli mal-livelli tad-dawl f'kamra imdawwal sew, għat-tul ta' l-esperimenti. Għall-moduli tas-silikon u GaAs PV, it-tixrib fid-dawl ta 'ġewwa wera li kien inqas effiċjenti mix-xemx, iżda l-modulu GaInP wettaq ħafna aħjar taħt l-LED milli d-dawl tax-xemx. Kemm il-moduli GaInP u GaAs qabżu b'mod sinifikanti s-silikon ġewwa, u kkonvertiw 23.1% u 14.1% tad-dawl LED f'enerġija elettrika, rispettivament, meta mqabbla mas-silikon's 9.3% effiċjenza ta 'konverżjoni tal-enerġija.

L-ebda sorpriża għar-riċerkaturi, il-klassifiki kienu l-istess għal test tal-iċċarġjar li fih ikkalkulaw kemm damu l-moduli biex jimlew batterija ta’ 4.18 volt nofs iċċarġjata, bis-silikon daħal fl-aħħar b’marġni ta’ aktar minn a. jum u nofs.

It-tim kien interessat li jitgħallem jekk il-modulu tas-silikon, minkejja l-prestazzjoni fqira tiegħu meta mqabbel mal-kompetituri ta 'fuq l-ixkaffa tiegħu, jistax jiġġenera biżżejjed enerġija biex iħaddem apparat IoT b'domanda baxxa, qal Shore.

L-apparat IoT tal-għażla tagħhom għall-esperiment li jmiss kien sensor tat-temperatura li huma qabdu mal-modulu PV tas-silikon, imqiegħed għal darb'oħra taħt LED. Malli xegħlu s-sensor, ir-riċerkaturi sabu li kien kapaċi jdaħħal il-qari tat-temperatura mingħajr fili lil kompjuter fil-qrib, imħaddem mill-modulu tas-silikon waħdu. Wara sagħtejn, huma tfew id-dawl fil-kaxxa s-sewda u s-sensor kompla jaħdem, il-batterija tiegħu eżawrit bin-nofs tar-rata li ħadet biex iċċarġja.

& quot;Anke b'modulu mini inqas effiċjenti, sibna li xorta nistgħu nipprovdu aktar enerġija mis-sensor mingħajr fili kkunsmat," Xatt qal.

Ir-riċerkaturi' is-sejbiet jissuġġerixxu li materjal li diġà jinsab kullimkien f'moduli PV ta 'barra jista' jiġi ripost għal apparati ta 'ġewwa b'batteriji ta' kapaċità baxxa. Ir-riżultati huma partikolarment applikabbli għal bini kummerċjali fejn id-dwal huma mixgħula madwar l-arloġġ. Imma kemm jistgħu jimxu sew l-apparati li jaħdmu bil-PV fi spazji li jinxtegħlu biss b'mod intermittenti matul il-ġurnata jew mitfija bil-lejl? U kemm ikun fattur id-dawl ambjentali li jidħol minn barra? Djar u spazji għall-uffiċċji mhumiex kaxxi suwed wara kollox.

It-tim qed jippjana li jindirizza ż-żewġ mistoqsijiet, l-ewwel billi jwaqqaf apparat li jkejjel id-dawl fil-Faċilità tat-Test Residenzjali tal-Enerġija Net-Zero tan-NIST' biex jikseb fehim ta’ x’dawl huwa disponibbli matul il-ġurnata f’residenza medja, ix-Xatt. qal. Imbagħad'se jirreplikaw il-kundizzjonijiet tad-dawl tad-dar nett-żero fil-laboratorju biex issir taf kif l-apparati IoT li jaħdmu bil-PV jaħdmu f'xenarju residenzjali.

It-tmigħ tad-dejta tagħhom f'mudelli tal-kompjuter se jkun importanti wkoll għat-tbassir ta' kemm il-moduli PV ta 'enerġija jipproduċu ġewwa minħabba ċertu livell ta' dawl, kapaċità ewlenija għall-implimentazzjoni kost-effettiva tat-teknoloġija.

& quot;Aħna'qed nixgħel id-dwal tagħna l-ħin kollu u hekk kif nimxu aktar lejn bini u djar kummerċjali kompjuterizzati, PV jista 'jkun mod kif naħsdu ftit mill-enerġija tad-dawl moħlija u ntejbu l-effiċjenza enerġetika tagħna ," Xatt qal.

Sors tal-Istorja:

Materjaliipprovdut minnIstitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST).Nota: Il-kontenut jista' jiġi editjat għall-istil u t-tul.