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La ciencia detrás del diseño de farolas con energía solar

La ciencia juega un papel importante en Diseño de farolas con energía solar.. Las características que vienen con las unidades solares se basan en conceptos de química y física. Por lo tanto, cada componente que compone el sistema tiene algún toque científico.

La mayoría de los usuarios de alumbrado público solar sólo están familiarizados con las tecnologías e innovaciones visibles, pero hay algo más único y complejo que se esconde detrás de las características y funciones especiales que vemos.

Veamos ahora la evidencia científica en cada uno de los componentes de un sistema de alumbrado público solar.

Diseño de farolas con energía solar.

La ciencia detrás de los paneles solares

Paneles solares o células fotovoltaicas, todos significan lo mismo. Estas células son materiales semiconductores, como el silicio, que se basan en el efecto fotovoltaico para generar y conducir corriente continua. Este efecto recibe un impulso del campo eléctrico formado por las células cargadas positivamente (tipo p) y negativamente (tipo n).

Cuando la luz del sol incide sobre la célula fotovoltaica, partículas invisibles, también conocidas como fotones, desplazarán un electrón liberándolo. El campo eléctrico creado por las capas de semiconductores cargados negativa y positivamente mueve los portadores libres formando una corriente de energía. El efecto fotovoltaico genera electricidad de corriente continua (CC) que debe almacenarse en la batería para usarse más tarde por la noche.

Para comprender la ciencia de los paneles solares, imagine esto: un material semiconductor absorbe fotones de los rayos solares que excitan los electrones del material que deciden viajar a través de la unidad celular. Al final se fija un electrodo para capturar los electrones que viajan, y así es como creamos electricidad. Las capas de material semiconductor cargado crean un campo eléctrico que impulsa las partículas cargadas para formar un flujo de corriente continua.

Desde el descubrimiento y demostración de la fotovoltaica En efecto, se han producido mejoras en las células fotovoltaicas. Este avance de la ciencia ha producido dos tipos de células fotovoltaicas, paneles monocristalinos y policristalinos o multicristalinos.

Ciencia de los controladores de carga

Ubicados entre el panel fotovoltaico y la batería, los controladores de carga protegen la batería contra sobrecargas, sobrecalentamientos y sobredescargas. Cuando la unidad alcanza el nivel de voltaje máximo y mínimo establecido, el controlador regulará el proceso de carga y descarga mediante métodos de cortocircuito y conmutación.

Un conocimiento eléctrico, especialmente el de circuitos abiertos, lo ayudará a comprender las operaciones de los controladores de carga.

La ciencia detrás de las baterías solares.

La batería es el equipo de almacenamiento en un sistema de alumbrado público solar. Hay suficiente ciencia en forma de química y física que se ocupa de este componente. Con la batería recargable adecuada, obtendrá la ventaja de un suministro fluido de electricidad por la noche.

Hay muchos tipos diferentes de baterías recargables que puede usar en su sistema de alumbrado público con energía solar, incluidas Iones de litio, Baterías de Plomo-Ácido, Gel de Ciclo Profundo Sodio-Azufre, Metal Aire y batería de flujo.

La ciencia detrás de estas baterías consiste en cargar un líquido conductor cerrado (electrolito) separado por celdas que se conectan a un extremo polar negativo o positivo. La forma en que cargue y agote su batería determinará su vida útil: sobrecargar y agotar sus baterías solares reduce el período de servicio del diseño.

Elegir la batería adecuada para el diseño de sus farolas solares requiere una comparación deliberada entre la química y los atributos de varios electrolitos. Lo que hay que entender aquí es la conversión de energía eléctrica en energía química.

La ciencia detrás del inversor

El tipo de electricidad que alimenta nuestros edificios y luminarias solares es corriente alterna (CA), pero todos sabemos que la célula fotovoltaica solo puede generar electricidad de corriente continua (CC). La ciencia nos ha facilitado la conversión de CC de alto voltaje a CA mediante un inversor.

El inversor que elija puede utilizar aparatos electrónicos, mecánicos o una combinación de ambos. En caso de corrientes y tensiones muy bajas, necesitará osciladores y no un inversor. Necesitará un inversor si sus paneles solares fotovoltaicos producen una potencia de 200 a 400 V CC.

La ciencia del inversor tiene que ver con las formas de onda (onda sinusoidal, onda sinusoidal modificada u onda cuadrada) dependiendo del diseño del circuito de farolas alimentadas por energía solar. La ciencia detrás del funcionamiento de los inversores garantiza que la frecuencia, el voltaje y la potencia de salida sean los mismos que el estándar requerido. Para aplicaciones solares, puede utilizar un inversor tanto en sistemas conectados a la red como fuera de la red.

El uso de dispositivos electromagnéticos (interruptores), condensadores e inductores permite la conversión de CC a CA. En la mayoría de los módulos integrados, encontrará un microinversor que se utiliza en la transformación de CC a CA.

Diseño de farolas con energía solar.

Diseño de farolas con energía solar.

Ciencia en lámparas LED solares

Sin conocimientos eléctricos, ópticos y térmicos, le resultaría difícil comprender la ciencia detrás de las bombillas LED. Todos estos campos deben coordinarse para crear una fuente de luz eficiente y que ahorre energía. El dispositivo de iluminación es simplemente un circuito donde, al final, la energía eléctrica se convierte en energía luminosa mediante el uso de diodos emisores de luz.

A diferencia del panel solar, la combinación de electrones excitados en el semiconductor y los huecos de los electrones libera fotones. Por lo tanto, necesitarás familiarizarte con los semiconductores, los electrones y los huecos para comprender la ciencia detrás de las lámparas LED.

Ciencia en los polos solares

El principal conocimiento científico útil en la energía solar. postes de diseño de farolas es la ciencia material. Este campo analiza las características físicas, mecánicas y químicas de una combinación de materiales para desarrollar resistencia al viento. La aleación de metales y el teñido por fundición son dos de las técnicas científicas más utilizadas.

La ciencia de los materiales también es aplicable en el diseño de carcasas o cubiertas para los distintos componentes de un sistema de alumbrado público solar. La ciencia aquí es responsable de las cualidades a prueba de agua y polvo del dispositivo de iluminación.

Diseño de farolas con energía solar.

Diseño de farolas con energía solar.

Diseño de farolas con energía solar: conclusión 

Comprender la ciencia detrás del diseño de farolas que funcionan con energía solar ayudará en la selección de tecnología eficiente y de ahorro de energía para el sistema. Para saber cómo funcionan estos sistemas, deberá comprender cómo se fabrican. Además, las nuevas innovaciones científicas le permitirán elegir componentes de última generación.

DEL ILLUMINATION está profundamente arraigado en la ciencia, la base y el pilar de nuestros diseños de sistemas de alumbrado público solares eficientes y que ahorran energía.

Consulte nuestro artículo sobre Cómo lograr más horas de luz solar en la calle por la noche.

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