태양등

Solar lamp
필리핀 리잘 공원의 태양등
정원태양광등

태양광 램프(solar lamp)는 LED 램프, 태양 전지판, 배터리, 충전 컨트롤러 등으로 구성된 조명 시스템으로, 인버터(inverter)가 있을 수 있습니다.이 램프는 배터리에서 나오는 전기로 작동하며, 태양광 패널(태양광 패널)을 통해 충전됩니다.

태양광 발전 가정용 조명은 양초나 등유 램프와 같은 다른 광원을 대체할 수 있습니다.태양 램프는 연료와 달리 태양으로부터 재생 가능한 에너지가 자유롭기 때문에 등유 램프보다 운영비가 저렴합니다.또한 태양광 램프는 등유 램프와 달리 실내 공기 오염이 발생하지 않습니다.그러나 태양광 램프는 일반적으로 초기 비용이 더 높고 날씨에 따라 달라집니다.

시골 지역에서 사용되는 태양광 램프는 종종 휴대폰 충전과 같은 다른 장치에 전기를 공급하는 기능을 가지고 있습니다.최근 몇 년간 태양광 램프의 가격은 부품과 램프가 점점 더 많이 양산됨에 따라 계속해서 하락하고 있습니다.

역사

1990년 이후 PV 기술에 의한 연간 생산량 기준 세계 시장 점유율

일부 태양 광전지는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 패널을 사용하는 반면, 새로운 기술은 박막 태양 전지를 사용합니다.[1]1954년 벨 연구소에서 현대 태양 전지가 소개된 이래,[2] 빛을 전력으로 변환하는 태양 전지 효율의 발전과 규모의 효율과 결합된 현대적인 제조 기술은 광전지의 국제적인 성장을 이끌었습니다.

1955년[3] 모리스 E 파라다이스(Maurice E Paradise)에 의해 최초의 태양광 특허가 출원되었습니다.

2016년 현재 LED 램프는 백열등이 필요로 하는 에너지의 약 10%만 사용합니다.[4]LED 램프 생산의 효율성으로 인해 오래된 전기 조명의 대안으로 채택률이 높아졌습니다.

구성 요소들

도 1은 태양광 램프의 전체 구조를 나타낸 것입니다.

그림 1

태양 전지판

대부분의 태양 전지판은 반도체 물질인 단결정 실리콘으로 만들어집니다.[5]

빛이 태양전지에 닿으면 연결된 전기회로에서 전류가 발생합니다.이것은 광전효과라고 불립니다.[5]태양광 시스템은 햇빛의 에너지를 전기로 직접 변환합니다.

태양 전지판은 유리, 봉지, 결정형 셀, 백시트, 정션 박스 및 마지막 프레임 순으로 다양한 재료의 층으로 만들어집니다(그림 2).캡슐은 문제를 일으킬 수 있는 습기와 오염물질을 막아줍니다.[6]

그림2

건전지

배터리는 보통 금속이나 플라스틱 케이스 안에 보관됩니다.케이스 내부에는 화학 반응이 일어나는 양극과 양극을 포함한 전극이 있습니다.양극과 음극 사이에는 전하가 자유롭게 흐를 수 있도록 함과 동시에 함께 반응하는 전극을 멈추게 하는 분리막도 존재합니다.마지막으로, 수집기는 배터리에서 외부로 충전을 진행합니다.[7]

태양열 램프 내부의 배터리는 극한의 온도 범위에서 사용할 수 있도록 하기 위해 보통 심부 방전 성능이 높은 겔 전해질 기술을 사용합니다.[citation needed]납산, 니켈 금속 수소화물, 니켈 카드뮴 또는 리튬을 사용할 수도 있습니다.

이 램프의 이 부분은 태양 전지판의 에너지를 절약하고 빛 에너지가 없는 밤에 필요할 때 전력을 공급합니다.

일반적으로, 태양광 에너지 변환의 효율은 물리적인 이유로 제한됩니다.장파장의 태양 복사의 약 24%가 흡수되지 않습니다.33%는 열이 주변으로 손실되는 것이며 추가 손실은 약 15~20%입니다.23%만이 흡수되는데, 이것은 배터리가 태양등의 중요한 부분이라는 것을 의미합니다.[8]

충전제어기

이 섹션에서는 배터리 충전을 보호하기 위해 전체 작동 시스템을 제어합니다.온도 차이가 큰 극한 기상 조건을 포함한 어떤 상황에서도 배터리가 과충전이나 과방전을 하지 않고 배터리를 더욱 손상시키지 않도록 보장합니다.[citation needed]

또한 이 섹션에는 조명 컨트롤러, 시간 컨트롤러, 음향, 온도 보상, 조명 보호, 역극성 보호, 정전 시 민감한 백업 부하가 정상적으로 작동하도록 보장하는 AC 전송 스위치 등의 추가 부품도 포함됩니다.[citation needed]

작업원칙

그림3

LED 조명은 발광 효율이 높고 수명이 길기 때문에 사용됩니다.DC 충전 컨트롤러의 제어에 의해, 비접촉 제어는 어두운 시간에는 자동으로 불을 켜고 낮에는 꺼집니다.또한 시간 컨트롤러와 결합하여 조명이 자동으로 켜지고 꺼지는 특정 시간을 설정하기도 합니다.[citation needed]

그림 3과 같이, 칩은 마이크로칩(R), B-, B+, S- 및 S+를 포함합니다.S+와 S-는 둘 다 전선으로 태양 전지판과 연결되어 있는데, 하나는 플러스 전하이고 다른 하나는 마이너스 전하입니다.이 경우 B-와 B+는 두 개의 배터리에 부착됩니다.이들이 모두 연결되면 LED 조명을 통해 조명이 켜집니다.

혜택들

태양광 램프는 전기 케이블이 필요 없기 때문에 고객들이 설치하고 유지 관리하기가 더 쉽습니다.태양광 램프는 유지비와 전기료 비용을 줄여 소유주들에게 혜택을 줄 수 있습니다.태양광 램프는 전력망이 없는 지역이나 안정적인 전기 공급이 부족한 오지에서도 사용할 수 있습니다.[citation needed]단순히 밤에 빛을 대신할 수 있는 건강한 대안이 없기 때문에 폐질환, 눈이 나빠지고 화상을 입고 때로는 사망에 이르는 사람들의 이야기가 많습니다.여성들은 어두워진 후 밖의 화장실로 걸어가는 것이 안전하지 않다고 느낍니다.아기들은 양초만 사용해 조산사들에 의해 분만되고 있고, 학생들은 해가 질 때 빛이 부족해서 공부를 할 수 없어 문맹이 증가하고 영구적인 가난으로 이어집니다.이것이 전 세계 10억 명이 넘는 사람들의 현실입니다.조명 부족은 전 세계에서 느끼는 계속되는 빈곤과 같습니다.[citation needed]태양 에너지 램프에서는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.그것은 우리의 일상생활에 편리합니다.

태양 에너지의 출력은 날씨에 따라 제한되며 흐리거나, 습하거나, 겨울에 발생할 경우 효과가 떨어질 수 있습니다.[citation needed]

등유 램프에서 태양광 램프로 전환하는 가정은 등유 배출과 관련된 건강상의 위험으로부터도 받습니다.등유는 종종 사람의 폐에 부정적인 영향을 미칩니다.[9]

태양 에너지의 사용은 등유가 건강 문제의 사례와 관련이 있는 실내에서 발생하는 오염을 최소화합니다.그러나 태양광 패널은 실리콘과 폐기하기 어려울 수 있는 납을 포함한 다른 독성 금속으로 만들어집니다.[citation needed]

태양광 조명의 사용은 전기가 없는 가정에서 생활하는 학생들의 교육을 향상시킵니다.비영리 단체인 United to Light가 남아프리카 콰줄루 나탈의 외딴 지역에 있는 학교들에 태양광 램프를 기증했을 때, 시험 점수와 합격률이 30%[10] 이상 향상되었습니다.그 빛은 학생들에게 어두워진 후에 공부할 시간을 더 줍니다.[citation needed]

방글라데시 북부의 전기화되지 않은 지역에 대한 2017년 실험 연구는 태양열 랜턴의 사용이 총 가계 지출을 감소시키고, 아이들의 숙제 시간을 증가시키고, 학교 출석을 증가시킨다는 것을 발견했습니다.그러나 그것은 아이들의 교육적 성취를 크게 향상시키지 못했습니다.[11]

사용하다

태양광가로등

주요 기사:태양광가로등

이러한 조명은 보행자와 운전자를 위한 AC 전력망 없이 야간에 거리를 밝히는 편리하고 비용 효율적인 방법을 제공합니다.시스템의 각 램프에 개별 패널을 사용할 수도 있고, 여러 램프에 전원을 공급하기 위해 대형 중앙 태양광 패널과 배터리 뱅크를 사용할 수도 있습니다.

태양광 LED 랜턴

정원태양광등

주택 소유자들은 정원에 주변 조명을 추가하기 위해 소형 태양광 램프를 사용할 수 있습니다.이러한 조명은 많은 폼 팩터(일반적으로 경로 조명 및 스포트라이트)에서 볼 수 있습니다.[12]

시골의

인도 시골에서, LED나 CFL을 사용하여 흔히 태양등이라고 불리는 태양등은 등유 램프와 다른 저렴한 조명 대안을 대체하기 위해 사용되고 있습니다.특히 전기를 접하기 어려운 지역에서는 태양광 램프가 매우 유용하며, 삶의 질을 높여주기도 합니다.[13]

전 세계적으로 전력 접근률이 40%[14]로 가장 낮은 아프리카는 태양광 램프와 완벽한 가정용 조명 솔루션을 통해 큰 혜택을 얻었습니다.아프리카의 많은 지역에서 황혼 이후 조명이 제대로 켜지지 않아 안전에 위험이 있습니다.태양열 조명은 어두운 거리와 길을 비추고, 대중의 안전을 강화하고 사고를 줄여줍니다.[15]

마린

해양 환경에서는 LED 태양광 조명을 기존 조명의 대안으로 사용하는 경우가 늘고 있습니다.보트와 항해의 외진 특성은 전력을 구하기 어렵게 하므로 태양광 보트 조명과[citation needed] 같은 자급자족 기술에 의존합니다.

경제학

미국 투자자들은 등유 램프를 교체하기 위해 10달러 단위의 태양광 랜턴을 개발하기 위해 노력해왔습니다.[16]

태양광 가정용 조명 솔루션은 구입하기에 비쌀 수 있습니다.오프 그리드 태양광 조직은 종량제(Pay-As-You-Go) 모델과 같은 혁신적인 금융 메커니즘을 통해 태양광 가정 조명 시스템을 제공하여 소비자들이 가정 전체에 전력을 공급하는 동시에 손쉬운 월 할부금을 지불할 수 있도록 합니다.현재 사하라 이남 아프리카 지역의 오프그리드 태양광 조명 제품 판매의 40% 이상이 PayGo를 통해 이루어지고 있으며 케냐의 경우 거의 50%, 르완다의 경우 65%에 달합니다.[14]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "How does solar power work?". www.scientificamerican.com. Retrieved 2015-10-31.
  2. ^ "How do Photovoltaics Work? - NASA Science". science.nasa.gov. Retrieved 2015-10-31.
  3. ^ US 2894173, Paradise, Maurice E., "태양광 동력 광원 등", Hoffman Electronics Corp.에 할당된 1959-07-07 출판.
  4. ^ Bergesen, Joseph D.; Tähkämö, Leena; Gibon, Thomas; Suh, Sangwon (2016). "Potential Long-Term Global Environmental Implications of Efficient Light-Source Technologies". Journal of Industrial Ecology. 20 (2): 263. doi:10.1111/jiec.12342.
  5. ^ a b Woodford, Chris (9 May 2007). "How do solar cells work? - Explain that Stuff". www.explainthatstuff.com. Retrieved 2015-10-31.
  6. ^ Dow Corning (2009). "The Science of Solar: Solar Energy - The Basics" (PDF). Solar Solutions.
  7. ^ "How Batteries Work". HowStuffWorks. April 2000. Retrieved 2015-10-31.
  8. ^ Goetzberger, Adolf (1998). Crystalline silicon solar cells. Germany: John Wiley&Sons. pp. 72. ISBN 978-0-471-97144-3.
  9. ^ "Solar-powered lamp and charger". British Museum. Retrieved 2015-11-01.
  10. ^ Karnamadakala Rahul Sharma, Ph D. (2014-06-01). "Decentralising the solar lighting provision – A case study of a solar lantern delivery model from Kenya". Boiling Point, 63:2-5.
  11. ^ Kudo, Yuya; Shonchoy, Abu S.; Takahashi, Kazushi (2017). "Can Solar Lanterns Improve Youth Academic Performance? Experimental Evidence from Bangladesh" (PDF). The World Bank Economic Review. 33 (2): 436–460. doi:10.1093/wber/lhw073. hdl:10986/25962.
  12. ^ Sorvig, K.; Thompson, J.W.; Farnsworth, C.D. (2018). Sustainable Landscape Construction, Third Edition: A Guide to Green Building Outdoors. Island Press. p. 353. ISBN 978-1-61091-810-7. Retrieved April 18, 2023.
  13. ^ "nannammmaims-to-displace-kerosene-lamps.html Cheapest Solar Lantern Aims to Displace Kerosene Lamps". treehugger.com.
  14. ^ a b "Energy Access, Financial Inclusion, and Improved Livelihoods: PayGo's Triple Win". Power For All. Retrieved 2022-05-16.
  15. ^ "Illuminating Change: How Solar Lights Contribute to Climate Action - 2050 Paris ". 2023-08-27. Retrieved 2023-09-01.
  16. ^ Foster, Peter (2009-10-18). "$10 solar-powered lamp to help the poor". Telegraph.co.uk. Retrieved 2015-12-16.

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 태양등 관련 매체