家庭用照明からエネルギーを回収するための異なるソーラーパネルはありますか？

私は、ソーラーパネルを使用して家の照明からエネルギーを回収することを調査しています。

屋内照明をより高い効率で取り込むために特別に設計されたソーラーパネルはありますか？

もしそうなら、この目的のために設計された屋外と屋内のソーラーパネルの違いは何ですか？

参考資料：

• 太陽効率の制限
• 白熱灯を使用して太陽電池を充電できますか？
• 夜中、ソーラーパネルは街灯から充電できますか？日中は太陽から充電するので！

私はそれらが存在するとは思わない、そしてそれには理由がある。

まず、太陽電池パネルは、主に効率スペクトルによって特徴付けられます。どの波長で、どのエネルギーの光エネルギーが電力に変換できるかです。

これは、太陽がこの波長間隔でほとんどのエネルギーを与えるため、可視光の周囲に最大値を持たせる必要があります。

これは、私たちの目がこのスペクトルで最もよく見えるためです。私たちは単に日光に進化しました。

そして、これは家庭の光もこの波長にあるからです。これは、私たち人間がせいぜい好きなものです。

別のソーラーパネルは必要ありませんでした。

$\frac{W}{m^2}$

$m^2$

そして、ほとんどのソーラーパネルの効率は約10〜20％です。40％に達する実験的で非常に高価なバージョンがあります。部屋のソーラーパネルは、屋根上のソーラーパネルの価格の代償として、最大で数ワットの貴重なエネルギーを生成できませんでした。そして、何倍も大きい太陽光発電でも、コストが彼らの主な問題です。

私の直感では、光の無駄をなくし、それに応じて光源のエネルギー使用量を減らすことで、再キャプチャできるエネルギーよりも多くのエネルギーを節約できると感じています。

思考実験を使って説明しましょう：

屋根に明かりがあり、黒いカーテンのある壁に大きな窓がある白い立方体の部屋にいた場合。カーテンが開いていると窓から光が入らない夜に、すべての光が失われます。カーテンを引くと黒くなり、吸収されて部屋が明るくなりません。ただし、カーテンを白にすると、部屋は少し明るくなり、照明の消費電力を下げて部屋の明るさを同じにすることができます。

そのため、部屋の白い壁の1つにソーラーパネルを置くと、エネルギーを「再捕捉」することができますが、部屋の明るさが部屋の明るさに追加されなくなるため、部屋は暗くなります。反射されるため、同じ明るさを得るには光のエネルギーを増やす必要があります。

電気から光へのエネルギー変換の非効率性と、それを再取得して電気に戻すことにより、同じ部屋の明るさを維持するために必要な余剰分を常に失うことになります。そのため、照明の使用量を減らし、より多くの光を反射するように部屋を最適化する方が効率的です（白い表面）。

非常に最適化された素材でも、変換する入力エネルギーが不足している場合がありますが、典型的な屋内の状況では、一部の素材は他の素材よりも若干劣ります。例えば、単結晶シリコンは多結晶よりも非常に低い光レベルでいくらか優れていますが、どちらも基本的なエネルギー不足を克服することはできません。

完全な日光〜= 100,000ルクス（ルーメン/メートル^ 2）。
ルームライトは、250ルクス（非常に明るい）です。
すべて白を表示し、「きれいで明るい」に設定された最新のLCDモニターは、画面表面で約250ルクスの明るさを持ちます。完全な日光とこれの違いは400：1です。

明るい日光の下で良好なPV（太陽光発電）パネルを使用すると、1平方メートルあたり150Wが供給されます。（最良の場合、セルで200 W以上）。250ルクスでは、1平方メートルあたり約500ミリワットが期待できます。

250ルクス= 250ワット/ m ^ 2を得るには、前述のとおり、正確に1平方メートルに当たる250ワットの実際の光エネルギーが必要です。利用可能な最高のLEDは、DC入力の約50％を光に変換します。優れた市販製品は、約25％の効率です。したがって、500ミリワットの出力を得るには、1平方メートルのエリアを1,000ワットの DC入力**で良好な商用LED照明で照らす必要があります。パワーインとパワーアウトの比率は約2000：1です。

**たとえば、上部の「150ワットの交換用」電球（Philips、Creeなど）には約25ワットの入力があります。約500ミリワットの出力を生成するには、良好な1平方メートルのPVパネルを照らすこれらの「150ワット交換」電球を1000/25 = 40個必要とします。

この150ワットのパネル、12ボルト（と言われています）があります。部屋を照明するために使用される2つの100ワット（100ワットの古い種類に等しい）電球でテストしました。この1つのパネルは、天井の2つのLEDから2つの他のLED電球を照らすことができます。うわー、それは不可能だと思った。パネルから10％しか得られないこと。そうではない...

これらのうち2つは、ソーラーパネルに電力を供給します。LEDは少し調光してから正常に見えます。しかし、パネルは11.61ボルト（約）しか得ていません。

LEDを12ボルトの電源に接続すると、照明強度に大きな違いがあります。