Common Solar Tech는 실내에서 스마트 장치에 전력을 공급할 수 있습니다.

집이나 사무실에서 불을 켤 때마다 에너지를 소비하고 있습니다. 그러나 전등 스위치를 뒤집는 것이 에너지도 생산한다는 것을 의미한다면 어떻게 될까요?

우리는 일반적으로 지붕에 고정된 태양광 발전(PV) 전지를 생각하지만, 이 기술을 실내에 도입하면 건물의 에너지 효율성을 더욱 높이고 화재 경보기, 카메라 및 온도와 같은 무선 스마트 기술에 에너지를 공급할 수 있습니다. 사물 인터넷(IoT) 장치라고도 하는 센서. 이제 NIST(National Institute of Standards and Technology)의 연구에 따르면 실내에서 빛을 포착하는 직접적인 접근 방식이 가능하다고 합니다. NIST 연구원들은 서로 다른 재료로 만들어진 소형 모듈형 PV 장치의 실내 충전 능력을 테스트한 다음 실리콘으로 구성된 가장 낮은 효율의 모듈을 무선 온도 센서에 연결했습니다.

팀'결과, 저널 게재에너지 과학& 공학, LED의 빛만 흡수하는 실리콘 모듈이 작동 시 소비되는 센서보다 더 많은 전력을 공급함을 보여줍니다. 이 결과는 조명이 켜져 있는 동안 장치가 계속 작동할 수 있음을 시사하므로 누군가가 배터리를 수동으로 교체하거나 재충전할 필요가 없습니다.

& "현장 사람들은 장기적으로 PV 모듈로 IoT 장치에 전원을 공급하는 것이 가능하다고 생각했지만&이를 뒷받침할 데이터를 실제로 본 적이 없습니다. 이제 이것은 우리가 그것을 해낼 수 있다고 말하는 일종의 첫 번째 단계입니다." NIST 기계 엔지니어이자 이 연구의 주저자인 Andrew Shore는 말했습니다.

대부분의 건물은 낮 동안 태양과 인공 광원을 혼합하여 조명을 받습니다. 황혼에 후자는 장치에 에너지를 계속 공급할 수 있습니다. 그러나 LED와 같은 일반적인 실내 광원의 빛은 태양에서 방출되는 더 넓은 대역보다 더 좁은 스펙트럼에 걸쳐 있으며 일부 태양 전지 재료는 다른 것보다 이러한 파장을 더 잘 포착합니다.

몇 가지 다른 재료가 어떻게 쌓이는지 정확히 알아보기 위해 Shore와 그의 동료들은 백색 LED 조명에 맞춰진 두 가지 재료인 인화갈륨(GaInP), 비화갈륨(GaAs)으로 만든 PV 미니 모듈을 테스트했습니다. 덜 효율적이지만 더 저렴하고 평범한 재료.

연구원들은 외부 광원을 차단하기 위해 불투명한 블랙 박스 내부에 수납된 백색 LED 아래에 센티미터 너비의 모듈을 배치했습니다. LED는 실험 기간 동안 조명이 밝은 방의 조도 수준에 필적하는 1000룩스의 고정된 강도로 빛을 생성했습니다. 실리콘 및 GaAs PV 모듈의 경우 실내 조명에 몸을 담그는 것이 햇빛보다 효율성이 떨어지는 것으로 판명되었지만 GaInP 모듈은 햇빛보다 LED 아래에서 훨씬 더 나은 성능을 보였습니다. GaInP 및 GaAs 모듈 모두 실내에서 실리콘을 크게 앞질렀으며, 실리콘& #39;의 9.3% 전력 변환 효율과 비교하여 LED 조명의 23.1% 및 14.1%를 전력으로 변환했습니다.

연구원들에게는 놀라운 일이 아니지만, 모듈이 반쯤 충전된 4.18볼트 배터리를 채우는 데 걸리는 시간을 측정한 충전 테스트에서 순위는 같았습니다. 하루 반.

팀은 실리콘 모듈이 최상위 경쟁업체에 비해 성능이 낮음에도 불구하고 수요가 적은 IoT 장치를 실행하기에 충분한 전력을 생성할 수 있는지 알아보는 데 관심이 있다고 Shore는 말했습니다.

다음 실험을 위해 선택한 IoT 장치는 LED 아래에 다시 한 번 배치된 실리콘 PV 모듈에 연결된 온도 센서였습니다. 센서를 켜자 연구원들은 실리콘 모듈만으로 전원이 공급되는 근처의 컴퓨터에 무선으로 온도 판독값을 제공할 수 있음을 발견했습니다. 2시간 후 그들은 블랙박스의 불을 껐고 센서는 계속 작동했고 배터리는 충전하는 데 걸리는 속도의 절반으로 소모되었습니다.

& quot;효율이 떨어지는 미니 모듈을 사용하더라도 무선 센서가 소비하는 것보다 더 많은 전력을 공급할 수 있다는 것을 발견했습니다." 쇼어가 말했다.

연구원' 연구 결과는 실외 PV 모듈의 이미 유비쿼터스 재료가 저용량 배터리를 사용하는 실내 장치용으로 용도를 변경할 수 있음을 시사합니다. 결과는 특히 24시간 조명이 켜져 있는 상업용 건물에 적용할 수 있습니다. 그러나 PV 구동 장치가 낮 동안 간헐적으로만 켜지거나 밤에 꺼지는 공간에서 얼마나 잘 작동할까요? 그리고 외부에서 쏟아지는 주변광의 요소는 얼마나 될까요? 집과 사무실은 결국 블랙박스가 아니다.

팀은 먼저 NIST's Net-Zero Energy 주거 테스트 시설에 조도 측정 장치를 설치하여 평균 거주지인 Shore에서 하루 종일 사용할 수 있는 빛을 이해함으로써 두 가지 문제를 모두 해결할 계획입니다. 말했다. 그런 다음 그들은 실험실에 있는 제로 하우스의 조명 조건을 복제하여 PV 구동 IoT 장치가 주거 시나리오에서 어떻게 작동하는지 알아낼 것입니다.

데이터를 컴퓨터 모델에 입력하는 것은 특정 수준의 조명이 주어지면 PV 모듈이 실내에서 얼마나 많은 전력을 생산할 것인지 예측하는 데에도 중요하며, 이는 기술의 비용 효율적인 구현을 위한 핵심 기능입니다.

& quot;우리는 항상 조명을 켜고 있으며 컴퓨터화된 상업용 건물 및 주택으로 점점 더 이동함에 따라 PV는 낭비되는 빛 에너지의 일부를 수확하고 에너지 효율성을 향상시키는 방법이 될 수 있습니다. ,&따옴표; 쇼어가 말했다.

스토리 출처:

재료에 의해 제공국립표준기술원(NIST).참고: 콘텐츠는 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.