C'è un obiettivo per ogni progetto e quando parliamo di lampioni solariL'obiettivo è quello di rappresentare un'alternativa più ecologica ai lampioni tradizionali. Per massimizzare l'efficienza di un lampione solare, ogni componente deve funzionare al massimo sfruttamento dell'energia con perdite minime. Pensare al modello di lampioni solari potrebbe far venire in mente molti design e strutture diverse. Sebbene il design di base rimanga lo stesso, è solo l'estetica a variare nelle diverse varianti di lampioni solari. Vediamo come realizzare un semplice modello di lampioni solari.
Di solito, un modello completo di lampione solare è composto da sette parti principali:
- Pannello solare, noto anche come cella fotovoltaica solare, utilizzato per convertire l'energia solare in energia elettrica
- Regolatore di carica solare: utilizzato per controllare o regolare il flusso di carica elettrica dal modulo fotovoltaico alla batteria
- Pacco batteria – utilizzato per immagazzinare la carica elettrica da utilizzare di notte
- Lampione – una fonte di luce
- Pali – per la connettività tra diverse parti e l’installazione su superfici elevate
- Telecomando: per aiutare a controllare, gestire e mantenere il modello di lampione solare
A seconda del produttore, il tipo di componente può variare.
Progettazione di un modello di lampione solare
Per prima cosa, calcola la quantità di luce necessaria per illuminare l'area. La lampadina utilizzata ti aiuterà a determinarne la potenza. Usa questa potenza e la durata dell'illuminazione per calcolare i wattora della batteria e di qualsiasi componente che consumerà energia. I wattora ti aiuteranno a scegliere il modulo fotovoltaico in grado di produrre quella quantità di energia. Tieni presente le perdite di energia e scegli sempre un pannello fotovoltaico in grado di produrre più energia del necessario per compensare le perdite. L'angolazione e il picco di watt dipendono dalla posizione di installazione, quindi fai un controllo a riguardo.
Per scoprire quale dimensione della batteria utilizzare, i wattora necessari per le luci possono essere d'aiuto. Utilizzando alcune formule elettriche di base, è possibile scoprire la profondità di carica, la carica nominale e la capacità della batteria in ampere-ora.
Le dimensioni del regolatore di carica dipendono dal fabbisogno energetico del pannello e dal sistema di accumulo scelto. La regola di base è utilizzare un regolatore di carica in grado di gestire la corrente del pannello.
Assemblaggio del pannello solare
I pannelli solari sono realizzati in semiconduttori, sostanze in grado di condurre elettricità in determinate condizioni. Il materiale solitamente utilizzato è il silicio, ma esistono anche altri materiali come l'arseniuro di gallio, il fosfuro di indio e il seleniuro di rame e indio. Per realizzare una cella solare, sono necessari migliaia di miliardi di atomi di silicio sotto forma di uno strato di wafer. Ogni atomo di silicio contiene particelle estremamente piccole chiamate elettroni. Questi minuscoli elettroni trasportano una carica elettrica. Quando la luce solare colpisce le celle, i fotoni presenti nella luce solare rilasciano gli elettroni dai loro atomi e, mentre gli elettroni fluiscono attraverso la cella, producono elettricità.
Il pannello solare è fissato al palo e agli altri componenti dell'impianto di illuminazione solare tramite cavi. Per sostenere il pannello solare vengono utilizzate staffe e telai. Queste staffe sono solitamente realizzate in alluminio per mantenerle leggere e resistenti alle intemperie.
Assemblaggio della batteria
L'assemblaggio della batteria avviene tramite i cavi che ne consentono il collegamento al modulo fotovoltaico e alla lampada a LED. La batteria è progettata in modo efficiente per sostenere correnti continue per periodi di tempo più lunghi. L'assemblaggio della batteria è solitamente alloggiato in un alloggiamento in alluminio con aperture di ventilazione per garantire la ventilazione necessaria a dissipare il calore prodotto dalle batterie.
Apparecchio LED
L'apparecchio a LED è fissato al palo tramite staffe e l'altezza dell'apparecchio a LED è regolabile per ottenere livelli di luce adeguati. Sono disponibili numerosi modelli di apparecchi a LED, diversi per le diverse varianti di luci solari.
Rendere il sistema più efficiente
Per ottimizzare l'intero sistema, ci sono alcuni componenti che devono essere scelti con cura. La prima cosa da fare è sostituire le lampadine fluorescenti con luci a LED per ridurre il consumo energetico.
Utilizzare la migliore tecnologia di accumulo per il pacco batteria. Nella maggior parte dei casi, le batterie agli ioni di litio sono comunemente consigliate per l'uso negli impianti solari. Esistono anche altre tecnologie come le batterie al piombo-acido, le batterie al gel, ecc.
Utilizzare moduli fotovoltaici monocristallini poiché sono considerati più efficienti rispetto a quelli policristallini.
Riduci al minimo le perdite di energia nel tuo impianto scegliendo collegamenti elettrici efficienti. Il controller che utilizzi dovrebbe essere in grado di accendere e spegnere il sistema in modo efficiente.
Utilizzo di sensori intelligenti
L'impianto di illuminazione solare può essere dotato dei seguenti controller intelligenti e di un paio di sensori per aumentarne l'efficienza. Un sensore a infrarossi passivo, utilizzato per rilevare il movimento e controllare i livelli di illuminazione. L'utilizzo di lampade solari dotate di sensore di movimento è un modo efficace per rilevare qualsiasi attività all'esterno della casa, poiché illumina istantaneamente la persona o l'oggetto. Esistono anche altri sensori di movimento, come sensori di movimento a microonde, sensori a doppia tecnologia, ecc.
Monitoraggio della batteria
Questo è utile per prevenire danni alla batteria. Quando la batteria rileva un sovraccarico, riduce semplicemente il flusso di energia e, quando si verifica un calo di tensione dovuto a una diminuzione dell'intensità della luce solare o a un aumento improvviso del consumo elettrico, consente di mantenere una corretta regolazione della tensione.
