¿Existen diferentes paneles solares para recuperar la energía de la iluminación del hogar?

He estado investigando la recuperación de energía de la iluminación de la casa utilizando paneles solares.

¿Existen paneles solares diseñados específicamente para capturar la iluminación interior con una mayor eficiencia?

Si es así, ¿cuáles son las diferencias entre los paneles solares exteriores e interiores diseñados para este propósito?

referencias :

• Límites de eficiencia solar
• ¿Se pueden cargar las baterías solares con luz incandescente?
• ¿Pueden los paneles solares cargarse de las luces de la calle, durante la noche? ¡Como se carga del sol durante el día!

No creo que existieran, y tiene su razón.

Primero: un panel solar puede caracterizarse principalmente por su espectro de eficiencia: en qué longitud de onda, qué proporción de energía luminosa puede convertirse en energía eléctrica.

Esto necesita tener su máximo alrededor de la luz visible, porque el Sol da la mayor parte de su energía en este intervalo de longitud de onda.

Esto se debe a que nuestros ojos pueden ver mejor en este espectro. Simplemente evolucionamos a la luz del sol.

Y esto se debe a que la luz del hogar también está en esta longitud de onda: esto es lo que a nosotros, los humanos, nos gusta a lo sumo.

No hubo necesidad de diferentes paneles solares.

Pero el poder de la luz solar es de unos cientos , aunque varía mucho:$\frac{W}{m^2}$

La potencia de la luz de una bombilla de la casa a veces es de alrededor de 10 W, ¡no para un , sino para toda una habitación! Tal vez, vemos en una habitación bien iluminada tan buena como a la luz del sol, pero es solo porque nuestro ojo es muy adaptable. La densidad de potencia de la luz real es la décima, o incluso la centésima menor, como en la luz solar.$m^2$

Y la eficiencia de la mayoría de los paneles solares es de alrededor del 10-20%. Hay versiones experimentales muy costosas que alcanzan el 40%. Un panel solar en una habitación no podría producir energía valiosa, a lo sumo algunos vatios, con el costo del precio de un panel solar en el techo. Y el costo es su principal problema incluso con su, muchas, muchas veces mayor energía solar.

Mi intuición es que podría ahorrar más energía de la que podría volver a capturar eliminando el desperdicio de luz y reduciendo el uso de energía de la fuente de luz en consecuencia.

Permítanme usar un experimento mental para explicar:

Si estuvieras en una habitación blanca en forma de cubo con una luz en el techo y una gran ventana en una pared con cortinas negras. Por la noche, cuando no hay luz en la ventana si las cortinas están abiertas, se pierde toda esa luz, si dibujas las cortinas no es mejor, ya que son negras, por lo que la absorben y la habitación no es más clara. Sin embargo, si hace que las cortinas se pongan blancas, la habitación será un poco más brillante y puede reducir el consumo de energía de su luz para obtener el mismo brillo en la habitación.

Por lo tanto, si coloca un panel solar sobre una de las paredes blancas de su habitación, ahora tiene algo que "vuelve a capturar" la energía, pero la habitación está más oscura porque esa luz ya no aumenta el brillo de la habitación. reflejado, por lo que debe aumentar la energía de su luz para obtener el mismo brillo.

Debido a las ineficiencias de la conversión de energía de la electricidad a la luz y al volver a capturarla y convertirla de nuevo en electricidad, siempre perderá más del extra que tiene que poner para mantener el mismo brillo de la habitación. Por lo tanto, es más eficiente reducir el uso de luz y optimizar el espacio para reflejar más la luz hacia adentro (superficies blancas).

Algunos materiales son algo mejores que otros en niveles de luz más bajos PERO en una situación interior típica, incluso un material extremadamente optimizado simplemente carece de la disponibilidad de energía de entrada para convertir. por ejemplo, el silicio monocristalino es algo mejor a niveles de luz muy bajos que el policristalino, pero ninguno puede superar la falta fundamental de energía.

Luz solar completa ~ = 100,000 lux (lúmenes / metro ^ 2).
La luz de la habitación es de 250 lux (bastante brillante).
Un monitor LCD moderno que muestra todo el blanco y configurado en "agradable y brillante" tendrá un brillo en la superficie de la pantalla de aproximadamente 250 lux. La diferencia entre la luz solar total y esto es 400: 1.

Un buen panel fotovoltaico (PV) a plena luz del sol proporcionará 150W por metro cuadrado entregado. (Más de 200 W en la celda en los mejores casos). Con 250 lux, lo MEJOR que puede esperar es de alrededor de 500 milivatios por metro cuadrado.

Para obtener los 250 lux = 250 vatios / m ^ 2 que mencioné anteriormente, necesitaría 250 vatios de energía de luz real que brilla exactamente en un metro cuadrado. Los mejores LED disponibles convierten aproximadamente el 50% de su entrada de CC en luz. Un buen producto comercial es aproximadamente un 25% eficiente. Por lo tanto, necesitaría iluminar un área de un metro cuadrado con una entrada de CC de 1,000 vatios ** de buena iluminación LED comercial para obtener una salida de 500 milivatios. Una relación de 2000: 1 de potencia de entrada a salida.

** por ejemplo, una bombilla superior de "150 vatios de reemplazo" (Philips, Cree, ...) puede tener aproximadamente 25 vatios de entrada. Necesitaría 1000/25 = 40 de estas bombillas de "reemplazo de 150 vatios" que brillan en un buen panel fotovoltaico de 1 metro cuadrado para producir una salida de aproximadamente 500 milivatios.

Tengo este panel de 150 vatios, 12 voltios (se dice que es). Al probarlo con dos bombillas de 100 vatios (igual a las de 100 vatios de edad) usadas para iluminar la habitación. Este panel puede encender otras dos bombillas LED de las dos del techo. WOW, pensé que eso era imposible. Que solo obtienes un 10% del panel. No tan...

Dos de estos para alimentar el panel solar. Los LED se ven un poco más tenues que lo normal. Pero el panel solo obtiene 11.61 voltios (aproximadamente).

LED enchufados en una fuente de alimentación de 12 voltios y hay una gran diferencia en la intensidad de la iluminación.