Millised on uusimad saavutused madala valgustusega päikeserakkudel leinapohlase aia valgustites?

Miks on madala valgustusega päikesepatareid olulised põllulille aia-valgustite jaoks

Taimerohketele põllumargareetidele mõeldud aiavalgustid peavad silma saama üsna keeruliste keskkonnatingimustega, mis nõuavad erilisi päikeseelektrilahendusi. Enamikku neist paigaldatakse kohtadesse, kus nii või naaeg on vähe päikset, näiteks puude alla või varjulistesse aiakohtadesse, eriti põhjas, kus valgusaeg on lühike. Tavalised vanad ränipäikesepaneelid ei toimi sellistes tingimustes hästi. Pilvede korral või siis, kui valgus pole otsene, langeb tavapäikesepaneelide efektiivsus ligikaudu poole võrra, mõnikord isegi enam. Ja kui akud ei saa täielikult laetud, siis jäävad inimeste valgustid liiga vara pimeks pikatel talveöödel või hallidel kevadtalvistel ilmadel.

Tõrvikuleid koos nende ümarate kujuatega teevad tegelikult energiakogumise üsna keeruliseks. Kõverused heidavad tihti varjusid iseendale, mistõttu nad saavad umbes 30% vähem valgust kui tavalised tasased paneelid. Kui erilisi päikesepille nõrga valguse jaoks ei ole, muutuvad need ilusad kõverused hoopis probleemiks mitte eeliseks. Järgmise põlvkonna aiavalgustite puhul peavad tootjad keskenduma sellele, kui hästi need töötavad kahvas valguses alla 100 luksi taseme, mis on olukord, kus puud blokeerivad enamiku päevavalguse või õhtustundidel. Mõned uued päikesepiirid suudavad ikka säilitada umbes 12 kuni 15% efektiivsuse isegi neis hämardusoludes, samas kui tavapärased ränipiidid lagunevad praktiliselt kokku 5 kuni 7%. See tähendab, et valgustid püsivad usaldusväärselt terve öö pikkusest süüdmas, muutes need lihtsalt ilusatest dekoratsioonidest kevadel midaks, millele inimesed saavad loota kogu aasta jooksul erinevates aiapiirkondades.

Perovskiidi ja kvantpunktide innovatsioonid, mis tõstavad nõrga valguse efektiivsust

Lõtvusega perovskiidid optimaalse toimivuse jaoks hajusates, alla 100 luksi tingimustes

Sellepärast töötavad perovskiidipõhised päikesepiirid nii hästi madalas valguses, et me saame reguleerida nende lõtvuse omadusi. Kui tootjad muudavad nende materjalide keemilist koostist, siis need muutuvad paremaks elektrilaengute tekitamisel isegi siis, kui päikseloom on hajutatud mitte otsestena, nagu see juhtub hommikul varakult, õhtupoolikul või pilvesel ilmal. Testid näitavad, et perovskiidid suudavad madalamal kui 100 luksi valgustugevusel tõepoolest püüda ligikaudu 35–40% rohkem valgusosakesi võrreldes tavapäraste ränipaneelidega, mis muudab need suurepäraseks valikuks aiavalgustuse jaoks, mis peab korralikult toimima ka osaliselt varjus või talvekuukude jooksul. Erinevus traditsioonilise päikesetehnoloogiaga on nende võime jätkata järjepideva võimsuse tootmist isegi siis, kui valgustugevus kiiresti kõigub – selline olukord esineb tihti aedades, kus puud viskavad liikuvaid varje ja pilved taevas käärlevad kogu päeva jooksul.

NIR-reaktiivsed kvantpunktide spektriimede ulatuvad varjusse, lehtede filtreeritud keskkondadesse

Kvantpunktitehnoloogia avab uued võimalused valguse kogumiseks, kuna see suudab püüda peaaegu infrapunakiirguse lainepikkusi, mis tegelikult läbivad lehti ja jäävad isegi varjus rikkalikeks. Kui need erilised kvantpunktid on integreeritud neisse mõõkaheinale sarnanevatesse valguspaneelidesse, teisendavad nad üleliigset soojuskiirgust tegelikuks energiaks, mis tähendab, et valgustid saavad töötada umbes 2 tundi ja 18 minutit kauem, nagu hiljutised välitingimustes testid näitasid. See teeb suure erinevuse aiatüüblite jaoks, mis asuvad suurte puude või pergolade all, kus tavapärased päikesepaneelid lihtsalt loobuvad umbes neli tundi pärast päikeseloojangut. Tegelik imeline toimimine toimub siis, kui need pisikesed osakesed kasutavad ära valgust, mida me ei suuda isegi näha, seega jääb laadimine stabiilseks ka siis, kui varjusid on kõikjal.

Töökindlus reaalsetes tingimustes: tööaja kasv ja väljavalideerimine

Põhjamaade ja Vaikse ookeani loodepiirkonna katsetused: 42% pikem öine valgustus võrreldes kremitšipidega valgustitega

Uuringud, mida on tehtud Põhjamaades ja osades Vaikse ookeani loodeosas, kus päevas on tavaliselt umbes 3,5 päikeselist tundi, näitavad, kuidas need uued madala valgustusega aurorapaneelid tegelikult toimivad laboritingimustest väljas. Kui neid testiti järjest kaksteist kuud, siis väikesed leeklillulambud, mille paneelid valmistati perovskiidi materjalide ja kvantpunktide abil, püsisid peaaegu poole kauemaks kui tavalised räni-paneeliversioonid. See tähendab, et nad suudavad terve öö pimedatel talvistel päevadel, mil looduslik valgus ulatub päeva enamjaolt vaid 100 luksi, ikka särama. Miks see juhtub? Noh, need täiustatud paneelid kasutavad rohkem saadaolevat valgusspektrit, mistõttu töötavad nad paremini pilves ilmas ja suudavad isegi pindade peegeldusi kinni püüda. Me testisime neid ka Oregoni rannikul, ja pärast kogu aasta kestnud võitlust soolase õhu ja niiske ilma vastu tootsid paneelid endiselt sama palju energiat kui just paigaldamise ajal.

Laboratooriumi PCE (23,7%) kuni aia tootluseni: kuidas stabiilne madala valguse toode aitab tõusta põllulille valguse usaldusväärsuseks

Laboratoorsetes testides on perovskiitidega rakkude võimsuse teisendamise efektiivsuseks näidatud umbes 23,7%, kui neid testiti stabiilsetes ja madalates valgustingimustes. Kuid igapäevaseks kasutuseks oluline on aga see, kui hästi need säilitavad stabiilse pinge, kui päikesevalgus päeva jooksul muutub. Dandelioni valgutid lahendavad selle probleemi nutika võimsuse haldamise süsteemiga, mis takistab LED-lambid vilkumast, kui ees liiguvad pilved – seda enamik odavatest päikesevalgutest lihtsalt ei suuda. Oleme kogunud ka väliandmeid, mis näitavad üsna muljetavaldavaid tulemusi – umbes 94% järjepidev valgustatus erinevate aastaaegade jooksul. Suve ja talve vahel on jõudluses ainult umbes 5% erinevus, mis pole sugugi halb, arvestades ilmastikuvarieerumisi. Praktiliselt tähendab see seda, et inimesed saavad usaldusväärset valgust isegi siis, kui nad käivad puude all või silmitsi hommikuse uduga, ilma et peaksid pidevalt midagi korrigeerima. Need suurepärased laboriarvud edasi toimetav võime tegelikku ööpäevast jõudlust muudab need valgutid ideaalseks aiade ja teede jaoks, kus inimesed soovivad head nähtavust ilma hoolduse muretsemiseta.

Disaini sümBiootilisus: Kuidas ürdinõgesed geomeetria parandab nõrga valguse kogumist

360° valguse kogumisnurk ja enistpuhastav pinnakonstruktsioon, mis suurendab efektiivse kiirguse kogumist

Põielaste kujul olevad päikeselambid kombineerivad looduse tarkuse ja tipptaseme päikeseenergia tehnoloogia, et kätte saada maksimaalselt kogu saadaolevat energiat, isegi siis, kui tingimused pole ideaalsed. Nende ümar kuju võimaldab neil kinni püüda päikseloomust igast suunast, mis on eriti oluline aedades, kus puud takistavad enamiku päevaga otsest päikesekiirgust. Mõned hiljutised uuringud viitavad, et need ümarad konstruktsioonid imetlevad ligikaudu 37% rohkem hajusvalgust võrreldes tavapäraste tasapindadega paneelidega, mis tähendab paremat töökindlust ka öösel. Teine nutikas lahendus on eriline pinnakate, mis hoiab niiskuse ja mustuse servas. Ilma selle kaitseta kaotavad aeda paigaldatud süsteemid sageli kuus 12–18% oma efektiivsusest lihtsalt sellepärast, et pind määrdub. Kogu süsteem jääb puhtana ilma iganädalase puhastamiseta, samas vähendab kumerus peegeldumisest tekkinvat raiskamist ja suunab hajakiirguse otse alumisele päikesepaneelile. Kõik need omadused tähendavad, et need lambid toimivad üllatavalt hästi ka varjus, niiskes või saastunud keskkonnas. See näitab, et kaasaegsed päikselahendused saavad olla sama atraktiivsed välimuselt kui ka funktsionaalsed.

Tavaliselt esinevad küsimused

Mis on madala valgustusega päikeserakud?

Madala valgustusega päikeserakud on kujundatud töötama tõhusalt tingimustes, kus päiksevalgus on minimaalne või kaudne, näiteks puude all, pilves ilmaga või varjukohades.

Miks sobivad perovskiidi päikeserakud paremini madala valgustusega tingimustesse?

Perovskiidi päikeserakud omavad reguleeritavaid lõhkepinge omadusi, mis võimaldab neil tõhusalt genereerida elektrilaenguid isegi hajunud või kaudses päiksevalguses, mis sobib madala valgustusega tingimustesse.

Kuidas aitavad kvantpunktide päikeseenergia kogumisel?

Kvantpunktid suudavad neelata lähedases infrapunavalguses lainepikkusi, mis tungivad lehtede kaudu, võimaldades neil koguda valgust ka varjus ja teisendada selle kasutatavaks energiaks.

Miks on tähtkujulised aia-valgustid tõhusad?

Tähtkujuliste valgustite ümmargune kuju võimaldab 360° valguse kogumise nurga ja vähendab varjusid, suurendades nende võimet tõhusalt koguda hajunud valgust.

Kuidas toimivad need päikeserakud reaalsetes keskkondades?

Uuringud näitavad, et dandelion-valgustites kasutatavad madala valgustusega päikeserakud põlevad 42% kauem öösel võrreldes traditsiooniliste räni-põhiste valgustitega, isegi nõrgendavates keskkondades nagu Põhjamaades ja Vaikse ookeani loodeosas.

Mida tähendab PCE ja miks on see oluline?

PCE tähendab võimsuse konverteerimise efektiivsust, mis on oluline näitaja selle kohta, kui tõhusalt päikeserakk teisendab päikseloa elektrienergiaks, eriti erinevates valgusoludes.