La ciencia juega un papel importante en Diseño de farolas alimentadas por energía solarLas características de las unidades solares se basan en conceptos de química y física. Por lo tanto, cada componente del 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 que se esconde 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
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 se ve reforzado por el campo eléctrico formado por las celdas con carga positiva (tipo p) y negativa (tipo n).
Cuando la luz solar incide sobre la célula fotovoltaica, partículas invisibles, también conocidas como fotones, desplazan un electrón, liberándolo. El campo eléctrico creado por las capas de semiconductor con carga negativa y positiva 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 su uso nocturno.
Para comprender la ciencia de los paneles solares.Imagínese esto: Un material semiconductor absorbe fotones de los rayos solares que excitan los electrones del material, los cuales deciden viajar a través de la celda. Un electrodo se fija en el extremo para capturar los electrones que viajan, y así es como se genera 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 la demostración de la Fotovoltaico Como resultado, se han producido mejoras en las células fotovoltaicas. Este avance científico ha dado lugar a dos tipos de células fotovoltaicas: monocristalinas y policristalinas.
Ciencia de los controladores de carga
Ubicados entre el panel fotovoltaico y la batería, los controladores de carga protegen la batería de sobrecargas, sobrecalentamientos y sobredescargas. Cuando la unidad alcanza los niveles de voltaje máximo y mínimo establecidos, el controlador regula el proceso de carga y descarga mediante cortocircuitos 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 sistema de almacenamiento de un sistema de alumbrado público solar. Este componente cuenta con amplios conocimientos científicos, tanto en química como en física. Con la batería recargable adecuada, se obtiene la ventaja de un suministro eléctrico constante durante la noche.
Hay muchos tipos diferentes de baterías recargables que puede utilizar en su sistema de alumbrado público con energía solar, incluidas Ion de litio, Baterías de plomo-ácido, de gel de ciclo profundo de sodio-azufre, de metal-aire y de flujo.
La ciencia detrás de estas baterías reside en cargar un líquido conductor cerrado (electrolito), separado por celdas que se conectan a un polo negativo o positivo. La forma en que se carga y descarga la batería determinará su vida útil: la sobrecarga y el agotamiento de las baterías solares reducen su vida útil.
Elegir la batería adecuada para el diseño de su alumbrado público solar requiere una comparación cuidadosa entre la composición química y las características de los distintos electrolitos. Lo que necesita 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 la corriente alterna (CA), pero todos sabemos que la célula fotovoltaica solo puede generar corriente continua (CC). La ciencia 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, 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 centra en las formas de onda (onda sinusoidal, onda sinusoidal modificada u onda cuadrada) según el diseño del circuito de alumbrado público solar. La ciencia que sustenta el funcionamiento de los inversores garantiza que la frecuencia, el voltaje y la potencia de salida cumplan con el estándar requerido. Para aplicaciones solares, se puede utilizar un inversor tanto en sistemas aislados como conectados a la red eléctrica.
El uso de dispositivos electromagnéticos (interruptores), condensadores e inductores permite la conversión de CC a CA. En la mayoría de los módulos integrados, se utiliza un microinversor para la conversión de CC a CA.
Diseño de farolas alimentadas por energía solar
Ciencia en lámparas LED solares
Sin conocimientos de electricidad, óptica y térmica, sería difícil comprender la ciencia detrás de las bombillas LED. Todos estos campos deben coordinarse para crear una fuente de luz eficiente y de bajo consumo. La luminaria es simplemente un circuito donde, finalmente, la energía eléctrica se convierte en energía luminosa mediante diodos emisores de luz.
A diferencia del panel solar, la combinación de electrones excitados en el semiconductor y los huecos de electrones libera fotones. Por lo tanto, necesitará familiarizarse con los semiconductores, los electrones y los huecos para comprender la ciencia detrás de las lámparas LED.
Ciencia en los polos solares
El conocimiento científico primario útil en la energía solar postes de diseño de alumbrado público Es la ciencia de los materiales. Este campo 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 fundición son dos de las técnicas científicas más utilizadas.
La ciencia de los materiales también se aplica al diseño de carcasas y cubiertas para los diversos componentes de un sistema de alumbrado público solar. Esta ciencia es responsable de la impermeabilidad y la resistencia al polvo de la luminaria.
Diseño de farolas alimentadas por energía solar
Diseño de farolas solares: Conclusión
Comprender la ciencia detrás del diseño del alumbrado público solar le ayudará a seleccionar tecnología eficiente y de ahorro energético para el sistema. Para comprender cómo funcionan estos sistemas, deberá comprender cómo se fabrican. Además, las nuevas innovaciones científicas le permitirán elegir componentes de vanguardia.
DEL ILLUMINATION tiene sus raíces profundas en la ciencia, base y pilar de nuestros diseños de sistemas de alumbrado público solar eficientes y ahorradores de energía.
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