Lámpara solar

Una lámpara solar también conocida como luz solar o linterna solar, es un sistema de iluminación compuesto por una lámpara LED, paneles solares, batería, controlador de carga y también puede haber un inversor. La lámpara funciona con electricidad desde baterías, cargada a través del uso del panel fotovoltaico solar.

La iluminación de la casa con energía solar puede reemplazar otras fuentes de luz como velas o lámparas de queroseno. Las lámparas solares tienen un menor costo operativo que las lámparas de queroseno porque la energía renovable del sol es gratuita, a diferencia del combustible. Además, las lámparas solares no producen contaminación del aire en interiores, a diferencia de las lámparas de queroseno. Sin embargo, las lámparas solares generalmente tienen un costo inicial más alto, y dependen del clima.

Las lámparas solares para uso en situaciones rurales a menudo tienen la capacidad de proporcionar un suministro de electricidad para otros dispositivos, como para cargar teléfonos celulares. Los inversores estadounidenses han estado trabajando para desarrollar una linterna solar de $ 10 / unidad para su reemplazo de lámparas de queroseno.

Historia

Mercado global: participación en términos de producción anual por tecnología fotovoltaica desde 1990

Algunas fotosvoltaicas solares utilizan paneles de silicona monocristalinos o de silicio policristalino, mientras que las tecnologías más nuevas han utilizado células solares de película delgada. Dado que se introdujeron las células solares modernas en 1954 Atbell Labs, los avances en la eficiencia de las células solares para convertir la luz en la energía eléctrica, y las técnicas modernas de fabricación combinadas con eficiencias de escala han llevado a un crecimiento internacional de fotovoltaicos.

A partir de 2016, las lámparas LED utilizan solo aproximadamente el 10% de la energía que requiere una lámpara incandescente. La eficiencia en la producción de lámparas LED ha llevado a una mayor adopción como una alternativa a otra iluminación eléctrica.

Componentes

Toda la estructura de la lámpara solar se muestra en la Figura 2.

Paneles solares

Los paneles solares están hechos de silicona, un material semiconductor. Una célula solar tiene dos capas diferentes de silicona. La capa inferior tiene menos electrones y, por lo tanto, tiene una leve carga positiva debido a la naturaleza de carga negativa de los electrones. Además, la capa superior tiene más electrones y tiene una carga ligeramente negativa. Se crea una barrera potencial entre estas dos capas.

Cuando la corriente de partículas de luz llamó fotones, renuncian a su energía a los átomos en el silicio. Promueve un electrón de un enlace covalente a un siguiente nivel de energía desde la capa superior hasta la capa inferior. Esta promoción de un electrón permite un movimiento más libre dentro del cristal que produce una corriente. Más luz brilla, más electrones se mueven alrededor de por lo tanto, más flujos de corriente. Este proceso se llama efecto fotovoltaico y fotoeléctrico. Los sistemas fotovoltaicos conversan directamente la luz solar en la electricidad.

Los paneles solares están hechos de capas de diferentes materiales, como puede ver en la Figura 2, en orden de vidrio, encapsule, células cristalinas, encapsule, lámina trasera, caja de conexiones y finalmente marco. El encapsulado mantiene la humedad y los contaminantes que podrían causar problemas.

Figura 2

Batería

Una batería generalmente se encuentra dentro de una caja de metal o plástico. Dentro de la caja se realizan electrodos que incluyen cátodos y ánodos donde se producen reacciones químicas. También existe un separador entre cátodo y ánodo que detiene los electrodos que reaccionan juntos al mismo tiempo que permiten que la carga eléctrica fluya libremente entre los dos. Por último, el coleccionista realiza una carga de la batería al exterior.

Las baterías internas de las lámparas solares usan generalmente la tecnología de electrolitos de gel con alto rendimiento en la descarga profunda, para permitir el uso en rangos extremos de temperatura. También puede usar el ácido de plomo, el hidruro de níquel, el cadmio de níquel o el litio.

Esta parte de la lámpara ahorra energía desde el panel solar y proporciona energía cuando sea necesario por la noche, cuando no hay energía de luz disponible.

En general, la eficiencia de la conversión de energía fotovoltaica es limitada por razones físicas. Alrededor del 24% de la radiación solar de una longitud de onda larga no se absorbe. El 33% se pierde el calor al entorno, y las pérdidas adicionales son de aproximadamente 15-20%. Solo se absorbe el 23%, lo que significa que una batería es una parte crucial de la lámpara solar.

Controlador de carga

Esta sección controla todos los sistemas de trabajo para proteger la carga de la batería. Asegura, bajo cualquier circunstancia, incluidas las condiciones climáticas extremas con gran diferencia de temperatura, la batería no sobrecarga o sobre la descarga y dañe la batería aún más.

Esta sección también incluye piezas adicionales, como el controlador de luz, el controlador de tiempo, el sonido, la compensación de la temperatura, la protección de la iluminación, la protección de la polaridad inversa y los interruptores de transferencia de CA que aseguran que las cargas de respaldo sensibles funcionan normalmente cuando se produce la interrupción.

Principios de trabajo

figura 3

Las luces LED se utilizan debido a su alta eficiencia luminosa y su larga vida útil. Bajo el control de un controlador de carga de CC, el control de no contacto se enciende automáticamente en la luz oscura y se apaga durante el día. A veces, también se combina con controladores de tiempo para configurar el tiempo de cortina para encender y apagar automáticamente la luz.

Como se muestra en la Figura 3, el chip incluye microchip (R), B-, B +, S- y S +. S + y S- están conectados a los paneles solares con cable, uno de los cuales tiene más carga y la otra carga menos. B- y B + están unidos a dos baterías en este caso. La luz se mostrará a través de la luz LED cuando todos estos están conectados.

Beneficios

Las lámparas solares pueden ser más fáciles de que los clientes se instalen y se mantengan, ya que no requieren un cable de electricidad. Las lámparas solares pueden beneficiar a los propietarios con un costo de mantenimiento reducido y los costos de las facturas de electricidad. Las lámparas solares también se pueden utilizar en

áreas donde no hay >Rejilla eléctrica o áreas remotas que carecen de un suministro de electricidad confiable. Hay muchas historias de personas con enfermedad pulmonar, deterioro de los ojos, quemaduras y, a veces, incluso la muerte, simplemente porque no tienen una alternativa saludable a la luz por la noche. Las mujeres se han sentido inseguras caminando hacia el baño afuera después del anochecer. Los bebés están siendo entregados por las parteras usando solo una vela, y los estudiantes no pueden estudiar cuando el sol se pone por falta de luz que conduce a un mayor analfabetismo y la pobreza perpetua. Estas son las realidades para más de mil millones de personas en todo el mundo. La falta de iluminación equivale a la pobreza continua que se siente en todo el mundo. En la lámpara de energía solar convierte la energía de la luz en energía eléctrica, es decir, es conveniente para nuestra vida diaria.

La producción de energía solar está limitada por el clima y puede ser menos efectiva si está nublado, húmedo o invierno.

Los hogares que cambian a las lámparas solares de las lámparas de queroseno también se benefician del riesgo de salud asociado con las emisiones de queroseno. El queroseno a menudo tiene impactos negativos en los pulmones humanos.

El uso de la energía solar minimiza la contaminación de la creación en interiores, donde el queroseno se ha relacionado con los casos de problemas de salud. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos están hechos de silicona y otros metales tóxicos, incluido el plomo que pueden ser difíciles de desechar.

El uso de luces solares mejora la educación para los estudiantes que viven en hogares sin electricidad. Cuando las lámparas solares donadas sin fines de luces.

Escuelas Una región remota de Kwa Zulu Natal en Sudáfrica Pruebe las puntuaciones y las tasas de aprobación mejoradas en más del 30%. La luz le da a los estudiantes el tiempo agregado para estudiar después del anochecer.

Un estudio experimental de 2017 en áreas no elegidas del Norte de Bangladesh encontró que el uso de linternas solares disminuyó el gasto total de los hogares, aumentó las horas de estudio en el hogar de los niños y el aumento de la asistencia escolar. Sin embargo, no mejoró a los niños.'El logro educativo en cualquier gran medida.

Usar

Luz de calle solar

Articulo principal: Luz de calle solar

Estas luces proporcionan una forma conveniente y rentable a las calles de luz por la noche sin la necesidad de redes eléctricas de CA para peatones y conductores. Pueden tener paneles individuales para cada lámpara de un sistema, o pueden tener un gran panel solar central y un banco de baterías para alimentar múltiples lámparas.

Luz de calle solar LED

Rural

En la India rural, las lámparas solares, comúnmente llamadas linternas solares, utilizando LEDs o CFL, se están utilizando para reemplazar las lámparas de queroseno, las velas y otras alternativas baratas de la iluminación. Especialmente en áreas donde la electricidad es difícil de acceso, las lámparas solares son muy útiles y también mejora la calidad de vida.