是否有不同的太阳能电池板可从家庭照明中获取能量？

我一直在研究使用太阳能电池板从房屋照明中获取能量的方法。

是否有专门设计用来捕获室内更高效率的太阳能电池板？

如果是这样，为此目的而设计的室外和室内太阳能电池板有什么区别？

参考文献：

• 太阳能效率限制
• 太阳能电池可以使用白炽灯充电吗？
• 夜间太阳能电池板可以从路灯充电吗？由于白天确实会从太阳中充电！

我认为它们不存在，并且有其原因。

首先：太阳能电池板的主要特征在于其效率谱：可以将其转换为波长，光能的比例。

这需要在可见光附近具有最大值，因为太阳会在此波长间隔内提供大部分能量。

这是因为在此光谱中我们的眼睛能看到最好的光。我们只是进化到了阳光。

这是因为家用光也处于该波长内：这是我们人类最喜欢的。

无需使用其他太阳能电池板。

但是太阳光的功率大约是几百，尽管变化很大：$\frac{W}{m^2}$

房屋灯泡的光功率有时约为10W-不是，而是整个房间！也许，我们在光线充足的房间里看到的阳光与在阳光下一样好，但这只是因为我们的眼睛非常适应。实际的光功率密度比在阳光下小十分之一甚至百分之一百。$m^2$

大多数太阳能电池板的效率约为10-20％。有实验性的，非常昂贵的版本达到40％。房间中的一块太阳能电池板最多只能产生几瓦特的能量，而不能产生屋顶上的一块太阳能电池板的价格。而且即使太阳能发电量大很多倍，成本也是他们的主要问题。

我的直觉是，通过消除光浪费并相应降低光源的能耗，与重新捕获相比，您可以节省更多的能源。

让我用一个思想实验来解释：

如果您在白色立方体形的房间里，屋顶有灯，一堵墙的大窗户里有黑色的窗帘。在晚上，如果窗帘是开着的，窗户里没有光，那会失去所有的光线；如果拉动窗帘，那是不好的，因为它们是黑色的，所以它们会吸收光线，房间也不会更轻。但是，如果将窗帘设为白色，则房间会更亮一些，并且可以降低灯的功耗，以使房间保持相同的亮度。

因此，如果将太阳能电池板全都放在房间的一面白色墙壁上，那么您现在就可以“重新捕获”能量，但是房间会变得更暗，因为光线不再增加房间的亮度。被反射，因此您需要增加光的能量以获得相同的亮度。

由于从电到光的能量转换效率低下，并且重新捕获并将其转换回电，您将始终损失比为维持相同的房间亮度而必须付出的额外损失。因此，降低光的使用效率并优化房间以将更多的光反射回（白色表面）会更加有效。

在典型的室内情况下，某些材料在较低的光照水平下比其他材料要好一些，即使是极其优化的材料也根本缺乏转换输入能量的能力。例如，单晶硅在非常低的光照水平下要比多晶硅好一些，但它们都不能克服根本的能量不足。

充满阳光〜= 100,000 lux（流明/米^ 2）。
据说室内光线为250 lux（相当明亮）。
一台显示全白并设置为“明亮且明亮”的现代LCD监视器在屏幕表面的亮度约为250 lux。充满阳光的时间与当前的时间差为400：1。

良好的PV（光伏）面板在明亮的阳光下每平方米可提供150W的功率。（在最佳情况下，电池单元的功率超过200 W）。在250 lux时，您可以预期的最佳水平约为每平方米500毫瓦。

要获得我上面提到的250 lux = 250 Watts / m ^ 2，您需要250 W的实际光能恰好在1平方米上发光。最好的LED可以将大约50％的DC输入转换为光。好的商业产品的效率非常接近25％。因此，您需要使用1,000瓦 DC输入**的优质商用LED照明照亮一个1平方米的区域，以获得500毫瓦的输出。功率输入与功率输出之比约为2000：1。

**例如，顶部的“ 150瓦替代灯泡”（Philips，Cree等）可能具有约25瓦的输入功率。您将需要1000/25 = 40个“ 150瓦替代”灯泡，这些灯泡可以在1平方米的优质PV板上发光，以产生约500毫瓦的输出。

我有这个150瓦的面板，12伏特（据说是）。在测试时使用了两个100瓦（相当于普通的100瓦旧灯泡）来照亮房间。这个面板可以点亮天花板上的两个LED灯泡。哇，我认为那是不可能的。您只能从面板中获得10％的收益。不是啊

其中两个为太阳能电池板供电。LED看上去比正常情况稍暗。但是该面板仅获得11.61伏（约）。

LED插入12伏电源时，照明强度会有很大差异。