Солнечная батарея из светодиодов

Это отличная идея. Все видели калькуляторы, которые питаются от солнечной батарейки, более того — в садовых магазинах пользуется популярностью фонарь, спроектированный по такому же принципу. Днем заряжается, ночью — светит.

Энтузиасты давно знают, что светодиод, помещенный на солнце, выдает вполне замеряемое напряжение и даже какую-то силу тока. Другими словами, светодиод одновременно может работать и как фотодиод (или фотоэлемент). Прелесть в том, что светодиод имеет в виде корпуса своеобразную пластиковую линзу. Эта линза помогает концентрировать свет на крохотном кусочке полупроводника, который значительно меньше поверхности известных фотоэлементов. Теоретически, если соединить n светодиодов в одну цепочку, мы получим вполне себе работающую солнечную батарею.

Эксперимент

Эксперимент хорош тогда, когда его результаты можно применить прикладным образом. Например взять и запитать от такой батареи электролампочку, которая будет работать в каком-нибудь темном помещении садового дома. На улице — светло, а в подвале — тоже светло. Благодать! Но прежде чем мы начнем эксперимент, задайте себе вопрос, слышали ли вы о том, что такие батареи работают? Не в теории, а на практике. Мы тоже не слышали и не видели работающих образцов, однако это нас не остановит.

Для практического опыта были промеряны несколько образцов светодиодов и выбраны те из них, что дают максимальное напряжение в условиях яркого солнечного света. Один светодиод может выдавать 1.5 вольта, значит, если спаять определенное число полупроводников последовательно, мы получим требуемый потенциал, а если эксперимент провести в параллельном режиме, то, в теории, при количестве светодиодов близком к бесконечности, мы сможем получить силу тока запредельной мощности. Как в молнии. Ну или что-то вроде этого.

Это отличная идея. Все видели калькуляторы, которые питаются от солнечной батарейки, более того — в садовых магазинах пользуется популярностью фонарь, спроектированный по такому же принципу. Днем заряжается, ночью — светит.

Энтузиасты давно знают, что светодиод, помещенный на солнце, выдает вполне замеряемое напряжение и даже какую-то силу тока. Другими словами, светодиод одновременно может работать и как фотодиод (или фотоэлемент). Прелесть в том, что светодиод имеет в виде корпуса своеобразную пластиковую линзу. Эта линза помогает концентрировать свет на крохотном кусочке полупроводника, который значительно меньше поверхности известных фотоэлементов. Теоретически, если соединить n светодиодов в одну цепочку, мы получим вполне себе работающую солнечную батарею.

Эксперимент

Эксперимент хорош тогда, когда его результаты можно применить прикладным образом. Например взять и запитать от такой батареи электролампочку, которая будет работать в каком-нибудь темном помещении садового дома. На улице — светло, а в подвале — тоже светло. Благодать! Но прежде чем мы начнем эксперимент, задайте себе вопрос, слышали ли вы о том, что такие батареи работают? Не в теории, а на практике. Мы тоже не слышали и не видели работающих образцов, однако это нас не остановит.

Для практического опыта были промеряны несколько образцов светодиодов и выбраны те из них, что дают максимальное напряжение в условиях яркого солнечного света. Один светодиод может выдавать 1.5 вольта, значит, если спаять определенное число полупроводников последовательно, мы получим требуемый потенциал, а если эксперимент провести в параллельном режиме, то, в теории, при количестве светодиодов близком к бесконечности, мы сможем получить силу тока запредельной мощности. Как в молнии. Ну или что-то вроде этого.

Было создано две линейки из десяти светодиодов каждая, в параллельном и последовательном режиме соответственно. Мы надеялись увидеть огромные цифры на вольтметре, но на практике ничего подобного не произошло. Не сработал ни параллельный ни последовательный режим. Классический неудачный эксперимент подтвердил следующее — мы не слышали о работающей солнечной батарее из светодиодов и не держали ее в руках, потому что это невозможно. Перейдем к разбору полетов.

Выводы

Один светодиод действительно выдает на солнечном свете 1.5 вольта. Проблема в том, что сила тока — очень маленькая. Кроме этого, светодиод генерирует энергию только на ярком солнце. В условиях обычного комнатного освещения ничего подобного не происходит. То есть, можно сделать вывод, что потери в цепочке из n светодиодов буду очень большими. Светодиод не специализированный прибор для генерации света — если подать на светодиод напряжение, он начинает светиться. Получается, что в то время, когда одни светодиоды производили электричество, другие его тут же «усваивали» на свечение.

Но сила тока настолько мала, что свечения не происходило, вместе с одновременным падением общего потенциала системы. Какой из светодиодов являлся донором, а какой — «акцептором», на данном этапе установить невозможно. Опыт будет более точным, если количество светодиодов увеличить хотя бы до тысячи. Но есть одно «но»! Это теряет всякий практический и экономический смысл.

Если перед вами стоит неразрешимая на данном этапе проблема — сделать солнечную батарею собственными руками, то самым простым методом будет покупка специализированных солнечных элементов. В отличии от светодиодов, они работают при любом свете, даже тогда когда на небе тучи. Естественно, в этом случае падает их КПД, но они работают.

Батарея, собранная из таких элементов и установленная на крыше дома может снабжать в условиях зимы (а не только лета) не самый маленький садовый дом электричеством. Хватает и на телевизор и на компьютер и на основную технику. Проблемы начинаются когда подключается утюг или чайник, но тогда на вторую половину крыши ставят вторую батарею и жизнь налаживается.

Элементы имеют модульную конструкцию и их можно наращивать практически бесконечно. Гле все это счастье можно купить? На сайте Ebay.com — вы не представляете, но оказывается солнечная энергетика в мире очень развита и продается множество недорогих комплектов (до $100) для создания домашних солнечных батарей приличной мощности.