Pin năng lượng mặt trời có thể hoạt động dưới ánh sáng nhân tạo không?

Pin năng lượng mặt trời 1

Bức xạ mặt trời và quang phổ ánh sáng

Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng chính để các tấm pin sử dụng để tạo ra điện. Chúng ta có thể hình dung nó như một quá trình truyền bức xạ điện từ của Mặt trời và phân bố trong quang phổ ánh sáng bao gồm bức xạ cực tím và hồng ngoại.

Phổ bức xạ mặt trời có thể được chia thành nhiều vùng theo bước sóng của sóng điện từ trên Trái đất, như bạn có thể thấy trong hình dưới đây:

Từ đồ thị trên, chúng ta có thể thấy rằng giá trị bức xạ cao nhất có thể thu được là trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Vùng này chứa tất cả các màu (chẳng hạn như hình cầu) và bao gồm các bước sóng từ 400 đến 700 nm.

Dựa trên cách tiếp cận này, hầu hết các nhà sản xuất tập trung vào việc tối đa hóa sự hấp thụ bức xạ trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời cũng có thể được thiết kế để hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng khác. Như chúng ta có thể thấy bên dưới, một số công nghệ pin mặt trời phổ biến nhất như Mono và Poly có khả năng hấp thụ không chỉ ánh sáng nhìn thấy mà còn cả những vùng ánh sáng có bước sóng cao hơn. . Chúng có thể hấp thụ ánh sáng trong vùng bức xạ hồng ngoại lên đến 1200 nm.

Như bạn có thể thấy từ phân tích trên, không chỉ vùng ánh sáng nhìn thấy mà còn các vùng bước sóng khác có thể được sử dụng để tối ưu hóa sản lượng với nhiều công nghệ tiên tiến hơn hiện có trên thị trường như tấm pin mặt trời Mono hoặc Poly silicon … Cũng vì lý do này, Nhiều người đã thắc mắc rằng liệu tấm pin mặt trời có thể tạo ra điện từ các nguồn sáng nhân tạo như đèn sợi đốt, đèn chiếu sáng. huỳnh quang hay không?

Xem Thêm >>  Vệ sinh và bảo trì pin năng lượng mặt trời đúng cách

Ánh sáng nhân tạo

Pin năng lượng mặt trời có thể hoạt động dưới ánh sáng nhân tạo không?

Một bóng đèn sợi đốt sẽ bao gồm một bóng thủy tinh bên trong có chứa dây tóc được nung đến nhiệt độ cao (2.000 đến 3.000K) và thường được xác định và thường được xác định trong quang phổ có bước sóng 300 – 830 nm. , có giới hạn trên trong vùng bức xạ hồng ngoại. Do đó, dựa trên những phân tích trên, kết luận tấm có thể hấp thụ ánh sáng nhân tạo từ đèn sợi đốt là hợp lý (tấm có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng từ 300 – 1200 nm).

Mặt khác, đèn huỳnh quang được thiết kế để đặt bên trong vùng ánh sáng khả kiến. Có nhiều loại đèn huỳnh quang (khoảng 12 loại) được thiết kế bằng các công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết chúng đều sử dụng các vật liệu tích điện như thủy ngân để tạo đường cho dòng điện chạy qua. Đổi lại, điều này sẽ dẫn một lượng vật liệu huỳnh quang phát quang và tạo ra ánh sáng nhìn thấy được. Công nghệ này tập trung vào dải dưới của ánh sáng khả kiến ​​để tạo ra ánh sáng cực tím thấp.

Đèn LED là một nguồn ánh sáng nhân tạo rất phổ biến khác. Điốt phát quang (LED) là loại đèn sử dụng điện phát quang của vùng năng lượng hạn chế để phát ra ánh sáng. Chúng có thể được chia thành công nghệ mát và công nghệ nóng.

Xem Thêm >>  Tìm hiểu quang thông (lumen), độ rọi (lux) và cách tính tiêu chuẩn

Các tấm pin mặt trời được thử nghiệm dưới ánh sáng nhân tạo

Các loại pin năng lượng mặt trời và ứng dụng của chúng

Ben Minnaert và Peter Veelaert từ Đại học Ghent đã từng tự hỏi mình câu hỏi tương tự và họ đã bắt đầu nghiên cứu này. Để tìm câu trả lời cho câu hỏi đó, họ đặt tất cả các tấm pin trong các loại đèn nhân tạo khác nhau để xác minh như đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn LED và đèn metal halide.

Sau đó, họ sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như silicon đơn tinh thể, silicon đa tinh thể, Cadmium, Tellurium, CIGS … để định lượng sản lượng điện và so sánh giữa các loại tấm nền khác nhau trong điều kiện phòng 500 lux (thước đo điển hình của cường độ ánh sáng trên một mét vuông phòng ).

Thật ngạc nhiên, họ phát hiện ra rằng các tấm pin thực sự có thể hấp thụ ánh sáng nhân tạo và sản xuất điện. Tuy nhiên, giá trị hiệu quả không như mong đợi và kém xa trong điều kiện ánh sáng ban ngày.

Họ phát hiện ra rằng đơn tinh thể (Mono) và sợi đốt là sự kết hợp tốt nhất của ánh sáng nhân tạo, tiếp theo là sự kết hợp của ánh sáng đa tinh thể (Poly) với ánh sáng hạt nhân. làm từ đèn sợi đốt. Tuy nhiên, dựa trên độ sáng 500 lux, chỉ đạt được 6W / m2, một con số quá thấp.

Các nguồn ánh sáng khác như huỳnh quang, LED và halogen không hiệu quả với các tế bào quang điện silicon, nhưng thay vào đó, các tấm pin mặt trời GaAs và CdTe lại làm được. Tuy nhiên, chúng chỉ có thể tạo ra khoảng 1W / m2 nên không phù hợp với ứng dụng.

Xem Thêm >>  Tại sao các loại đèn năng lượng mặt trời thường sử dụng bóng LED?

Tóm lược

Có rất nhiều người suy nghĩ về cách thức hoạt động của các tấm pin mặt trời trong nhiều trường hợp khác nhau, đặc biệt là vấn đề chúng ta đang đề cập hôm nay về ánh sáng nhân tạo. Dựa trên những nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới, chúng ta có thể kết luận rằng tấm pin PV có thể tạo ra điện năng dựa trên nguồn sáng nhân tạo nhưng hiệu quả không cao và không đáng kể. sử dụng.

Hơn nữa, nếu chúng ta so sánh phổ bức xạ từ bóng đèn huỳnh quang với phổ bức xạ mặt trời, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy sự khác biệt rất lớn về hiệu suất.

Bức xạ mặt trời liên tục và dày đặc giúp các tấm pin hấp thụ tối đa và chuyển hóa ánh sáng thành điện năng. Như đã phân tích ở trên, ánh sáng nhân tạo chỉ giúp tấm pin PV tạo ra điện năng tính bằng W / m2, trong khi ánh sáng mặt trời cho công suất tấm pin tính bằng kW / m2 (kW = 1.000W).

Từ khóa liên quan đến Pin năng lượng mặt trời có thể hoạt động dưới ánh sáng nhân tạo không?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *