La ciencia juega un papel importante en Diseño de farolas alimentadas con energía solarLas características que incorporan las unidades solares se basan en conceptos de química y física, por lo que cada componente que compone el sistema tiene un toque científico.
La mayoría de los usuarios de farolas solares solo están familiarizados con las tecnologías e innovaciones visibles, pero hay algo más único y complejo detrás de las características y funciones especiales que vemos.
Veamos ahora la evidencia científica de cada uno de los componentes de un sistema de alumbrado público solar.
La ciencia detrás de los paneles solares
Los paneles solares o células fotovoltaicas 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 se ve reforzado por el campo eléctrico formado por las células cargadas positivamente (tipo p) y negativamente (tipo n).
Cuando la luz del sol cae sobre la célula fotovoltaica, partículas invisibles, también conocidas como fotones, desplazan un electrón y lo liberan. El campo eléctrico creado por las capas de semiconductores con carga positiva y negativa 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 entender la ciencia de los paneles solares, imaginemos lo siguiente: un material semiconductor absorbe fotones de los rayos solares que excitan los electrones del material, que deciden viajar a través de la unidad celular. En el extremo 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 en la ciencia ha producido dos tipos de células fotovoltaicas: monocristalinas y policristalinas.
La ciencia de los controladores de carga
Los controladores de carga, que se encuentran entre el panel fotovoltaico y la batería, protegen la batería contra sobrecargas, sobrecalentamientos y descargas excesivas. Cuando la unidad alcanza el nivel de voltaje máximo y mínimo establecidos, el controlador regulará el proceso de carga y descarga mediante métodos de cortocircuito y conmutación.
Un conocimiento eléctrico, especialmente de circuitos abiertos, le ayudará a comprender el funcionamiento de los controladores de carga.
La ciencia detrás de las baterías solares.
La batería es el equipo de almacenamiento de un sistema de alumbrado público solar. Hay suficiente ciencia en forma de química y física en este componente. Con la batería recargable adecuada, obtendrá la ventaja de un suministro de electricidad sin interrupciones durante la noche.
Hay muchos tipos diferentes de baterías recargables que puede utilizar en su sistema de alumbrado público con energía solar, incluidas Iones de litio, Baterías de plomo-ácido, de ciclo profundo de gel de sodio-azufre, de metal-aire y de flujo.
La ciencia detrás de estas baterías consiste en cargar un líquido conductor encerrado (electrolito) separado por celdas que se conectan a un extremo polar negativo o positivo. La forma en que cargue y descargue su batería determinará su vida útil: la sobrecarga y el agotamiento de las baterías solares reducen el período de servicio del diseño.
Para elegir la batería adecuada para el diseño de su farola solar es necesario comparar detenidamente la composición química y los atributos de los distintos electrolitos. Lo que debe comprender 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 capacidad de potencia de 200 a 400 V CC.
La ciencia del inversor se basa en las formas de onda (onda sinusoidal, onda sinusoidal modificada u onda cuadrada) según el diseño del circuito de alumbrado público alimentado con 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 los requeridos por el estándar. 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 en uso para la transformación de CC a CA.
Diseño de farolas alimentadas con energía solar
La ciencia en las lámparas LED solares
Sin conocimientos eléctricos, ópticos y térmicos, sería difícil comprender la ciencia que hay detrás de las bombillas LED. Todos estos campos deben coordinarse para crear una fuente de luz eficiente y que ahorre energía. La luminaria es simplemente un circuito en el que, al final, la energía eléctrica se convierte en energía luminosa mediante el uso de diodos emisores de luz.
A diferencia de los paneles solares, la combinación de electrones excitados en el semiconductor y los huecos de electrones libera fotones. Por lo tanto, deberá familiarizarse con los semiconductores, los electrones y los huecos para comprender la ciencia detrás de las lámparas LED.
La ciencia en los polos solares
El conocimiento científico primario útil en la energía solar postes de diseño de luces de calle La ciencia de los materiales estudia las características físicas, mecánicas y químicas de una combinación de materiales para desarrollar resistencia al viento. La aleación de metales y el teñido por colada son dos de las técnicas científicas más utilizadas.
La ciencia de los materiales también se aplica al diseño de carcasas y cubiertas para los distintos componentes de un sistema de alumbrado público solar. La ciencia en este caso es responsable de las propiedades impermeables y a prueba de polvo de la luminaria.
Diseño de farolas alimentadas con energía solar
Diseño de farolas alimentadas con energía solar: conclusión
Comprender la ciencia que sustenta el diseño de farolas alimentadas con energía solar le ayudará a elegir una tecnología eficiente y que ahorre 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 tiene sus raíces profundamente en la ciencia, la base y el pilar de nuestros diseños de sistemas de alumbrado público solar eficientes y ahorradores de energía.
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