利用室内光伏为智能设备供电:硅基模块在LED照明下实现持续运行
屋顶光伏(PV)电池转换阳光发电。将技术引入室内可进一步提升建筑能效,为烟雾报警器、摄像头、温度传感器等无线智能技术供能。
研究者开发直观室内捕光方法。测试不同材料小型模块化PV设备室内充电能力,将最低效硅模块接无线温度传感器。结果显示:硅模块仅吸收LED光供电已超传感器运行消耗。暗示设备灯亮期间可持续运行,免人工换/充电池。
多数建筑白天混合日光人造光照。黄昏后人造光持续供能。但常见室内光源如LED光谱窄于太阳宽谱,部分太阳能电池材料更擅捕获这些波长。为弄清不同材料表现,团队测试砷化镓(GaAs)、磷化镓铟(GaInP)——两材料针对白光LED优化——及硅(较低效但廉价常见)。厘米级模块置不透明黑箱下白光LED(1000 lux,相当光照良好室内)固定强度实验全程。硅GaAs室内浸光效率低于阳光,但GaInP在LED下表现远超阳光。GaInP与GaAs室内显著超越硅:分别转换23.1%、14.1% LED光为电功率,硅仅9.3%。
充电测试排名相同:计时模块充半充4.18伏电池,硅落后超一天半。团队关注硅模块虽相对表现差能否跑低需求IoT设备。实验选温度传感器接硅PV模块再置LED下。开启传感器发现仅靠硅模块即能无线向附近计算机传温度读数。两小时后关黑箱灯传感器继续运行,电池耗尽速度为充电速度一半。
发现暗示户外PV模块已普及材料可重新用于低容量电池室内设备。结果特别适用灯全天候亮着的商业建筑。
传感器