Dandelion bahçe ışıkları için düşük ışık koşullarında çalışan güneş hücrelerindeki son gelişmeler nelerdir?

Neden Düşük Işıkta Çalışan Güneş Hücreleri Dandelion Bahçe Işıkları İçin Kritik Öneme Sahiptir

Papatyalar için bahçe ışıkları, özel güneş teknolojisi çözümleri gerektiren oldukça zorlu çevre koşullarıyla başa çıkmak zorundadır. Bunların çoğu zaten az güneş alan bölgelere, özellikle kuzeyde gün ışığının kıt olduğu ağaçların altına ya da bahçenin gölgeli köşelerine yerleştirilir. Geleneksel silisyum güneş hücreleri bu tür durumlarda iyi çalışmaz. Bulutlar kapandığında ya da ışık doğrudan gelmediğinde standart güneş panellerinin verimliliği yaklaşık olarak yarıya, bazen daha da aşağısına düşer. Ve piller tam şarj olamadığında, insanlar uzun kış gecelerinde ya da kasvetli ilkbahar hava koşullarında ışıklarının erken sönmesiyle karşılaşır.

Yuvarlak şekilleriyle karlaç ışıklarının enerji toplaması aslında oldukça zordur. Eğriler kendi üzerlerine gölgeler düşürme eğiliminde olduğundan, düz panel güneş pillerine göre yaklaşık %30 daha az ışık alırlar. Zayıf ışık için özel güneş hücreleri üretilmediğinde, estetik görünümlü bu eğriler bir avantaj olmaktan çıkıp bir sorun haline gelir. Bu bahçe ışıklarının bir sonraki nesli için üreticilerin, ağaçların çoğu gün ışığını kapattığı veya akşam saatlerinde yaşanan 100 lux seviyesinin altındaki zayıf ışık koşullarında ne kadar verimli çalıştıklarına odaklanmaları gerekir. Bazı yeni nesil güneş hücreleri bu tür loş ortamlarda bile yaklaşık %12 ila %15 verim sağlayabiliyorken, sıradan silikon hücreler yaklaşık %5 ila %7 verimle etkisiz hale gelir. Bu da ışıkların gece boyu güvenilir şekilde yanmasını sağlar ve böylece bahar mevsimine özgü süslemelerden, bahçenin farklı bölgelerinde yıl boyunca kullanılabilen güvenilir cihazlara dönüşür.

Zayıf Işıkta Verimliliği Artıran Perovskite ve Kuantum Noktası Yenilikleri

Dağınık, 100 lux altındaki koşullarda optimal performans için bant aralığı ayarlı perovskitler

Perovskit güneş hücrelerinin düşük ışıkta neden bu kadar iyi çalıştığını anlamak, üreticilerin bu malzemelerin kimyasal yapısını değiştirdiğinde, doğrudan değil de sabahın erken saatlerinde, akşam saatlerinde veya bulutlu günlerde olduğu gibi saçılmış güneş ışığında bile elektriksel yük oluşturma yeteneklerini artırmasından kaynaklanır. Testler, perovskitlerin 100 lux'tan daha az ışık mevcut olduğunda, geleneksel silikon panellere kıyasla yaklaşık %35-40 daha fazla ışık parçacığı yakalayabildiğini göstermiştir ve bu da kısmen gölgeli alanlarda veya kış aylarında bile düzgün çalışması gereken bahçe lambaları için onları oldukça uygundur. Geleneksel güneş teknolojisinden ayrışan yönleri, ağaçların hareketli gölgeler oluşturduğu ve bulutların gün boyu gelip geçtiği arka bahçelerde sürekli yaşanan durum olan ışık seviyelerinin hızla dalgalanmasına rağmen güç üretimini tutarlı bir şekilde sürdürme yetenekleridir.

Yapraklar tarafından süzülen, gölgeli ortamlara kadar uzanan spektral emilimi artıran NIR'ye duyarlı kuantum noktalar

Kuantum nokta teknolojisi, yapraklardan geçen ve ortam gölgede kalsa bile bol miktarda bulunan yakın kızılötesi dalgaboylarını yakalayabilmesi nedeniyle ışık toplama konusunda yeni olanaklar sunar. Bu özel KQ'lar karahindiba şeklindeki ışık panellerine entegre edildiğinde, arta kalan ısı radyasyonunu gerçek güç olarak dönüştürür ve bu da yapılan son alan testlerine göre ışıkların yaklaşık 2 saat 18 dakika daha fazla yanmasına olanak tanır. Özellikle büyük ağaçların veya pergolaların altında yer alan ve geleneksel güneş panellerinin gün batımından yaklaşık dört saat sonra devreyi kesmeye başladığı bahçe aydınlatmaları için bu fark çok önemlidir. Gerçek sihir, bu minik parçacıkların göremediğimiz ışığı kullanmaya başladığında gerçekleşir ve böylece gölgeler her yerde olsa bile şarj işlemi sabit bir şekilde devam eder.

Gerçek Dünya Performansı: Çalışma Süresi Kazanımları ve Alan Doğrulaması

İskandinav ve Büyük Okyanus Kuzeybatısı denemeleri: silikon tabanlı ışıktan %42 daha uzun gece boyu aydınlatma

Günlük ortalama yalnızca 3,5 saat pik güneş ışığı alan Kuzey Avrupa ülkeleri ile Pasifik Kıyısı'nın bazı bölgelerinde yapılan araştırmalar, bu yeni düşük ışıkta çalışan güneş hücrelerinin laboratuvar dışındaki gerçek koşullarda nasıl performans gösterdiğini ortaya koymuştur. Perovskit malzemeler ve kuantum noktaları kullanılarak üretilen panellerle donatılan bu küçük karahindiba ışıklar, normal silikon panelli sürümlerle karşılaştırıldığında, art arda on iki ay boyunca yapılan testlerde neredeyse yarıdan fazla daha uzun süre çalışabildi. Bu, doğal ışığın gün boyunca çoğu zaman 100 lüks'e bile ulaşmadığı karanlık kış günlerinde bile gece boyu ışık vermeye devam edebilecekleri anlamına geliyor. Peki bu nasıl mümkün oluyor? Aslında bu gelişmiş paneller mevcut ışık spektrumunun daha büyük bir kısmını emebiliyor; bu yüzden bulutlu havalarda daha iyi çalışıyor ve yüzeylerden yansıyan ışığı bile toplayabiliyor. Ayrıca panelleri Oregon kıyısında denize yakın bölgelerde bir yıl boyunca tuzlu hava ve nemli hava koşullarına karşı test ettik ve kurulumundan itibaren ilk günküyle aynı miktarda güç üretmeye devam ettiler.

Laboratuvardan PCE'ye (23,7%) bahçe verimine: Düşük ışık çıkışının kararlılığı nasıl pırasa ışığı güvenilirliğine dönüşür

Laboratuvar sonuçları, perovskit hücrelerin hafif ve sabit düşük ışık koşullarında test edildiğinde yaklaşık %23,7'lik bir Güç Dönüştürme Verimliliği elde ettiğini göstermiştir. Ancak gündelik kullanım açısından gerçekten önemli olan, gün boyu güneş ışığının değişimi sırasında bu hücrelerin voltajlarını ne kadar iyi sabit tuttuğudur. Karanfil ışıklar, bulutlar geçerken ledlerin kırpmasını engelleyen akıllı güç yönetim sistemi ile bu sorunu çözer; çoğu ucuz güneş ışığı bunu başaramaz. Farklı mevsimler boyunca yaklaşık %94 oranında tutarlı parlaklık gösterdiğini gösteren oldukça etkileyici saha verileri de topladık. Yaz ile kış arasındaki performans farkı yalnızca yaklaşık %5'tir ki hava koşullarındaki değişim düşünüldüğünde bu hiç fena değildir. Pratikte bunun anlamı, insanlarında ağaçların altında yürüdüklerinde ya da sabah sisleriyle uğraşırken hiçbir şeyi sürekli olarak ayarlamak zorunda kalmadan güvenilir ışık almalarıdır. Laboratuvardaki bu mükemmel sayıları, bahçelerde ve yollar boyunca iyi görünürlük isteyen insanların bakım konusunda endişe duymadan geceden geceye kaliteli performansa dönüştürebilmek, bu ışıkları ideal kılmaktadır.

Tasarım Sinerjisi: Pırasa Geometri'nin Düşük Işıklı Hasatı Nasıl Artırdığı

360° ışık yakalama açısı ve kendi kendini temizleyen yüzey yapısı, etkili radyasyon yakalamasını artırır

Pırasalar üzerine yapılmış güneş ışıkları, doğanın bilgeliğini en son teknolojiyle birleştirerek koşullar ideal olmasa bile mevcut her enerjiyi yakalar. Yuvarlak şekilleri etraflarındaki her yerden gelen güneş ışığını yakalamalarına izin verir. Bu da ağaçların günün çoğunu doğrudan güneşi engellediği bahçelerde çok önemlidir. Son araştırmalar, bu yuvarlak tasarımların normal düz panellerle karşılaştırıldığında yaklaşık %37 daha fazla ışık almasını ve gece daha iyi çalışmasını sağladığını gösteriyor. Başka bir akıllı hile de, yüzeyin kir ve suyu uzak tutmak için özel bir kaplama yapmaktır. Bu koruma olmadan, bahçe tesisatları genellikle her ay sadece birikimden dolayı %12 ila 18% arasında verimlilik kaybeder. Tüm sistem temiz kalır ve silinmeye gerek kalmaz. Ayrıca eğri, yansımalardaki boşa harcamaları azaltır ve ışığı aşağıdaki güneş hücrelerine doğru yönlendirir. Tüm bu özellikler bu ışıkların gölge, nem veya kirlilik altında bile şaşırtıcı derecede iyi çalışmasını sağlıyor. Bu, güzel görünmenin, yarınki güneş enerjisi çözümleri için iyi çalışmanın bedeliyle gelmesi gerekmediğini gösteriyor.

Sıkça Sorulan Sorular

Düşük ışıkta çalışan güneş hücreleri nedir?

Düşük ışıklı güneş hücreleri, güneş ışığının az veya dolaylı olduğu koşullarda, örneğin ağaçların altında, bulutlu havalarda veya gölgele bölgelerde verimli çalışmak üzere tasarlanmıştır.

Perovskit güneş hücreleri neden düşük ışık koşullarında daha iyidir?

Perovskit güneş hücreleri, düşük ışık koşullarına uygun olan dağıtılmış veya dolaylı güneş ışığında bile verimli bir şekilde elektrik yükleri üretmelerini sağlayan ayarlanabilir bant boşluğu özelliklerine sahiptir.

Kuantum noktaları güneş ışığının toplanmasına nasıl yardımcı olur?

Kuantum noktaları yaprakların içinden geçen kızılötesi dalga boylarına yakın dalga boylarını emer ve gölgeye bile ışık yansıtıp kullanılabilir enerjiye dönüştürür.

Dişboğaz şeklinde bahçe lambalarının etkili olmasını sağlayan nedir?

Puro fenerlerinin yuvarlak şekli, 360 ° ışık yakalama açısına izin verir ve gölgelendirmeyi azaltır, bu da dağıtılmış ışığı etkili bir şekilde toplama yeteneklerini artırır.

Bu güneş hücreleri gerçek ortamlarda nasıl çalışır?

Araştırmalar, karahindişeli lambalara monte edilen düşük ışıklı güneş hücrelerinin, Kuzey ülkeleri ve Pasifik Kuzeybatısı gibi zorlu ortamlarda bile geleneksel silikon tabanlı lambalara kıyasla gece aydınlatmasını %42 daha uzun sürdüğünü gösteriyor.

PCE ne anlama gelir ve önemini nasıl ifade eder?

PCE, özellikle değişen ışık koşullarında güneş ışığını elektrik enerjisine ne kadar etkili bir şekilde dönüştürdüğünün önemli bir ölçüsü olan Güç Değiştirme Verimliliği'ni temsil eder.