La science joue un rôle important dans conception de lampadaires à énergie solaireLes fonctions des unités solaires reposent sur des concepts de chimie et de physique. Par conséquent, chaque composant qui compose le système comporte une touche scientifique.
La plupart des utilisateurs de lampadaires solaires ne connaissent que les technologies et innovations visibles, mais il y a quelque chose de plus unique et de plus complexe qui se cache sous les caractéristiques et les fonctions spéciales que nous voyons.
Examinons maintenant les preuves scientifiques de chacun des composants d’un système d’éclairage public solaire.
La science derrière les panneaux solaires
Panneaux solaires ou cellules photovoltaïques, ils signifient tous la même chose. Ces cellules sont matériaux semi-conducteurs, comme le silicium, qui s'appuient sur l'effet photovoltaïque pour générer et conduire le courant continu. Cet effet est renforcé par le champ électrique formé par les cellules chargées positivement (type p) et négativement (type n).
Lorsque la lumière du soleil tombe sur la cellule photovoltaïque, des particules invisibles, également appelées photons, déplacent un électron et le rendent libre. Le champ électrique créé par les couches de semi-conducteurs chargées négativement et positivement déplace les porteurs libres, formant un courant énergétique. L'effet photovoltaïque génère de l'électricité en courant continu (CC) qui doit être stockée dans la batterie pour être utilisée plus tard dans la nuit.
Pour comprendre la science des panneaux solaires, imaginez ceci : un matériau semi-conducteur absorbe les photons des rayons du soleil qui excitent les électrons du matériau qui décident de traverser la cellule. Une électrode est fixée à l'extrémité pour capturer les électrons en mouvement, et c'est ainsi que nous créons de l'électricité. Les couches de matériau semi-conducteur chargé créent un champ électrique qui pousse les particules chargées à former un flux de courant continu.
Depuis la découverte et la démonstration de la photovoltaïque En effet, des améliorations ont été apportées aux cellules photovoltaïques. Cette avancée scientifique a permis de produire deux types de cellules photovoltaïques, les panneaux monocristallins et les panneaux polycristallins ou multicristallins.
La science des contrôleurs de charge
Placés entre le panneau photovoltaïque et la batterie, les contrôleurs de charge protègent la batterie contre la surcharge, la surchauffe et la décharge excessive. Lorsque l'appareil atteint le niveau de tension maximum et minimum défini, le contrôleur régule le processus de charge et de décharge par des méthodes de court-circuit et de commutation.
Une connaissance de l'électricité, notamment celle des circuits ouverts, vous aidera à comprendre le fonctionnement des contrôleurs de charge.
La science derrière les batteries solaires.
La batterie est l'équipement de stockage d'un système d'éclairage public solaire. Ce composant est suffisamment scientifique sous forme de chimie et de physique. Avec la bonne batterie rechargeable, vous bénéficiez de l'avantage d'une alimentation électrique fluide la nuit.
Il existe de nombreux types de batteries rechargeables que vous pouvez utiliser dans votre système d'éclairage public à énergie solaire, notamment Lithium-ionBatteries plomb-acide, batteries gel à décharge profonde sodium-soufre, batteries métal-air et batteries à flux.
La science derrière ces batteries consiste à charger un liquide conducteur fermé (électrolyte) séparé par des cellules qui se connectent à une extrémité polaire négative ou positive. La façon dont vous chargez et déchargez votre batterie détermine sa durée de vie : la surcharge et l'épuisement de vos batteries solaires réduisent la durée de vie de la conception.
Pour choisir la bonne batterie pour votre lampadaire solaire, il faut comparer soigneusement la composition chimique et les propriétés de divers électrolytes. Ce que vous devez comprendre ici, c'est la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique.
La science derrière l'onduleur
Le type d'électricité qui alimente nos bâtiments et nos luminaires solaires est le courant alternatif (CA), mais nous savons tous que la cellule photovoltaïque ne peut générer que du courant continu (CC). La science nous a permis de convertir facilement le courant continu haute tension en courant alternatif à l'aide d'un onduleur.
L'onduleur que vous choisirez pourra utiliser des appareils électroniques, mécaniques ou une combinaison des deux. En cas de courants et tensions très faibles, vous aurez besoin d'oscillateurs et non d'un onduleur. Vous aurez besoin d'un onduleur si vos panneaux solaires photovoltaïques produisent une compacité de puissance de 200 à 400 V DC.
La science des onduleurs repose sur les formes d'onde (onde sinusoïdale, onde sinusoïdale modifiée ou onde carrée) en fonction de la conception du circuit des lampadaires solaires. La science qui sous-tend le fonctionnement des onduleurs garantit que la fréquence, la tension et la puissance de sortie sont identiques à la norme requise. Pour les applications solaires, vous pouvez utiliser un onduleur dans des systèmes hors réseau et connectés au réseau.
L'utilisation de dispositifs électromagnétiques (interrupteurs), de condensateurs et d'inducteurs permet la conversion du courant continu en courant alternatif. Dans la plupart des modules intégrés, vous trouverez un micro-onduleur utilisé pour la conversion du courant continu en courant alternatif.
Conception de lampadaires à énergie solaire
La science au service des lampes solaires à LED
Sans connaissances en électricité, optique et thermique, il serait difficile de comprendre la science qui se cache derrière les ampoules LED. Tous ces domaines doivent être coordonnés pour obtenir une source lumineuse efficace et économe en énergie. Le luminaire n'est qu'un circuit dans lequel, au final, l'énergie électrique est convertie en énergie lumineuse grâce à l'utilisation de diodes électroluminescentes.
Contrairement au panneau solaire, la combinaison des électrons excités dans le semi-conducteur et des trous d'électrons libère des photons. Par conséquent, vous devrez vous familiariser avec les semi-conducteurs, les électrons et les trous pour comprendre la science derrière les lampes LED.
La science dans les pôles solaires
Les principales connaissances scientifiques utiles dans le domaine de l'énergie solaire conception de poteaux d'éclairage public La science des matériaux est une discipline qui étudie les caractéristiques physiques, mécaniques et chimiques d'une combinaison de matériaux pour développer la résistance au vent. L'alliage des métaux et la teinture par coulée sont deux des techniques scientifiques les plus utilisées.
La science des matériaux est également applicable à la conception des boîtiers et des revêtements des différents composants d'un système d'éclairage public solaire. La science est ici responsable des qualités d'étanchéité à l'eau et à la poussière du luminaire.
Conception de lampadaires à énergie solaire
Conception de lampadaires solaires : conclusion
Comprendre la science qui sous-tend la conception des lampadaires solaires vous aidera à choisir une technologie efficace et économe en énergie pour le système. Pour savoir comment fonctionnent ces systèmes, vous devez comprendre comment ils sont fabriqués. De plus, les nouvelles innovations scientifiques vous permettront de choisir des composants de pointe.
DEL ILLUMINATION est profondément enraciné dans la science, fondement et pilier de nos conceptions de systèmes d’éclairage public solaire efficaces et économes en énergie.
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