Existem diferentes painéis solares para recuperar a energia da iluminação doméstica?

Eu tenho investigado recuperar a energia da iluminação da casa usando painéis solares.

Existem painéis solares projetados especificamente para capturar iluminação interna com maior eficiência?

Em caso afirmativo, quais são as diferenças entre os painéis solares externos e internos projetados para essa finalidade?

Referências :

• Limites de eficiência solar
• As baterias solares podem carregar usando luz incandescente?
• Os painéis solares podem cobrar das luzes da rua durante a noite? Como ele carrega do sol durante o dia!

Eu não acho que eles existiram, e isso tem uma razão.

Primeiro: um painel solar pode ser caracterizado principalmente por seu espectro de eficiência: em qual comprimento de onda, qual proporção de energia luminosa ele pode converter em energia elétrica.

Isso precisa ter o máximo em torno da luz visível, porque o Sol fornece a maior parte de sua energia nesse intervalo de comprimento de onda.

Isso ocorre porque nossos olhos podem ver melhor nesse espectro. Nós simplesmente evoluímos para a luz do sol.

E isso ocorre porque a luz da casa também está nesse comprimento de onda: é isso que nós, humanos, gostamos no máximo.

Não havia necessidade de diferentes painéis solares.

Mas o poder da luz solar é de cerca de cem , embora varie muito fortemente:$\frac{W}{m^2}$

Às vezes, a potência da lâmpada de uma casa fica em torno de 10W - não por um , mas por uma sala inteira! Talvez vejamos em uma sala bem iluminada tão boa quanto a luz do sol, mas é apenas porque nosso olho é muito adaptável. A densidade real de potência da luz é décima, ou até centésima menor, como na luz solar.$m^2$

E a eficiência da maioria dos painéis solares é de 10 a 20%. Existem versões experimentais, muito caras, chegando a 40%. Um painel solar em uma sala não poderia produzir energia valiosa, no máximo alguns watts - com o custo do preço de um painel solar no telhado. E o custo é o principal problema, mesmo com a energia solar muitas vezes maior.

Minha intuição é que você seria capaz de economizar mais energia do que poderia capturar novamente, eliminando o desperdício de luz e diminuindo o uso de energia da fonte de luz de acordo.

Deixe-me usar um experimento mental para explicar:

Se você estivesse em uma sala branca em forma de cubo, com uma luz no telhado e uma grande janela em uma parede com cortinas pretas. À noite, quando não há luz da janela, se as cortinas estão abertas, você perde toda a luz; se você puxa as cortinas, não é melhor, pois elas são pretas, então elas a absorvem e a sala não fica mais clara. No entanto, se você tornar as cortinas brancas, a sala ficará um pouco mais brilhante e você poderá diminuir o consumo de energia da sua luz para obter o mesmo brilho na sala.

Portanto, se você colocar um painel solar em toda uma das paredes brancas da sua sala, agora terá algo "capturando" a energia, mas a sala ficará mais escura porque essa luz não estará mais aumentando o brilho da sala. refletido, você precisa aumentar a energia da sua luz para obter o mesmo brilho.

Devido às ineficiências da conversão de energia da eletricidade para a luz, e ao capturá-la e convertê-la novamente em eletricidade, você sempre perde mais do que o extra necessário para manter o mesmo brilho da sala. Portanto, é mais eficiente diminuir o uso da luz e otimizar o espaço para refletir mais a luz de volta (superfícies brancas).

Alguns materiais são um pouco melhores do que outros em níveis de luz mais baixos, mas em uma situação interna típica, mesmo um material extremamente otimizado simplesmente carece da disponibilidade de energia de entrada para converter. por exemplo, o silício monocristalino é um pouco melhor em níveis de luz muito baixos do que o policristalino, mas nenhum deles pode superar a falta fundamental de energia.

Luz solar completa ~ = 100.000 lux (lúmens / metro ^ 2).
A luz da sala é de 250 lux (bastante brilhante).
Um moderno monitor LCD exibindo todo branco e definido como "agradável e brilhante" terá um brilho na superfície da tela de cerca de 250 lux. A diferença entre a luz do sol e esta é de 400: 1.

Um bom painel fotovoltaico (fotovoltaico) sob luz solar intensa fornecerá 150W por metro quadrado entregue. (Mais de 200 W na célula, nos melhores casos). Com 250 lux, o MELHOR que você pode esperar é de cerca de 500 milliWatts por metro quadrado.

Para obter 250 lux = 250 Watts / m ^ 2 que mencionei acima, você precisaria de 250 Watts de energia luminosa real brilhando exatamente em um metro quadrado. Os melhores LEDs disponíveis convertem cerca de 50% de sua entrada CC em luz. Um bom produto comercial é aproximadamente 25% eficiente. Portanto, você precisa iluminar uma área de um metro quadrado com entrada de 1.000 Watts DC ** de boa iluminação comercial LED para obter uma saída de 500 miliWatts. Uma proporção de cerca de 2000: 1 de energia para desligar.

** Por exemplo, uma lâmpada de "substituição de 150 watts" superior (Philips, Cree, ...) pode ter cerca de 25 watts de entrada. Você precisaria de 1000/25 = 40 dessas lâmpadas de "substituição de 150 watts" brilhando em um bom painel fotovoltaico de 1 metro quadrado para produzir cerca de 500 miliWatts de saída.

Eu tenho esse painel de 150 watts, 12 volts (dito). Ao testá-lo com duas lâmpadas de 100 watts (tipo regular demais de 100 watts), usadas para iluminar a sala. Este painel pode acender duas outras lâmpadas de LED das duas no teto. WOW, eu pensei que era impossível. Que você recebe apenas 10% do painel. Não tão...

Dois deles para alimentar o painel solar. Os LEDs parecem um pouco mais escuros que o normal. Mas o painel está recebendo apenas 11,61 Volts (aproximadamente).

LEDs conectados a uma fonte de alimentação de 12 volts e há uma grande diferença na intensidade da iluminação.