Le luci solari si ricaricano all'ombra? Guida all'efficienza

Introduzione

La crescente consapevolezza dell'uso dell'energia e del suo impatto sull'ambiente ha reso le luci solari un fiore all'occhiello dell'illuminazione esterna ecologica. I clienti residenziali e commerciali scelgono le luci per esterni e i lampioni da giardino a energia solare o le luci di inondazione solari, grazie all'eccezionale quantità di luce che offrono in estate, ai loro automatismi di rilevamento della luce solare e al fatto che non dipendono dal cablaggio elettrico. Tuttavia, una domanda più generale sembra tormentare le menti degli aspiranti utenti e di quelli già esistenti: Le luci solari funzionano nelle zone d'ombra?

Questa domanda affronta le principali preoccupazioni relative alla funzionalità della luce solare e alla sua dipendenza operativa dalla luce del sole. Si concentra su aspetti pratici come le aree del giardino che sono bordate dall'ombra, i balconi che si trovano all'esterno ma non sono direttamente irradiati dai raggi solari, o anche le giornate nuvolose stagionali che riducono drasticamente la quantità di sole disponibile per l'occhio del pannello solare. Queste sfumature possono creare una lacuna per coloro che desiderano utilizzare la tecnologia in modo ottimale, poiché non esistono guide chiare sulla ricarica solare delle batterie in condizioni non perfette.

Questa guida illustra la correlazione tra l'ombra e la quantità di luce solare che un pannello può sfruttare per la ricarica. In questa guida spieghiamo i principi fondamentali, analizziamo ciò che determina le capacità di ricarica all'ombra e suggeriamo modi per migliorare le prestazioni dei dispositivi a energia solare. Alla fine, potrete prendere decisioni ben informate riguardo alle luci a energia solare per i vostri spazi esterni, in modo che possano essere illuminati, in modo elegante ed ecologico, dall'energia solare, in qualsiasi momento dell'anno e della giornata.

Informazioni di base sulla ricarica delle luci solari

Quando si analizzano le domande relative alla ricarica dell'ombra, è importante considerare innanzitutto il funzionamento delle luci solari in relazione alla ricarica. In sostanza, le luci solari sono stazioni di alimentazione compatte e autosufficienti, ingegnosamente progettate per sfruttare l'energia della luce solare.

Il processo di ricarica inizia con il pannello fotovoltaico (PV), il componente più visibile di una luce solare. Una lampada solare contiene un pannello fotovoltaico che è un semiconduttore di materiale silicio. Questo pannello, che è fatto di silicio, ha effetti fotovoltaici che si attivano quando viene colpito dalla luce del sole. Gli elettroni eccitati nei semiconduttori, se esposti alla luce solare, generano corrente elettrica. Questo è noto a molti come effetto fotovoltaico. Immaginate una moltitudine di mini pannelli solari che catturano furiosamente i fotoni del sole e li convertono in energia elettrica.

Attualmente l'elettricità prodotta dai pannelli solari non può essere utilizzata per l'illuminazione. Tuttavia, può essere immagazzinata in una batteria agli ioni di litio o in una batteria ibrida al nichel-metallo, che funge da riserva di energia. Il pannello solare reintegra costantemente la carica accumulata dalla batteria finché c'è luce solare disponibile, durante il giorno.

Al crepuscolo, quando la luce naturale si affievolisce, un fotosensore posto all'interno della luce solare è in grado di rilevare la variazione del livello di luce. Questo processo attiva l'accensione automatica della luce utilizzando l'energia della batteria accumulata durante il giorno. L'energia accumulata alimenta quindi il LED (diodo a emissione luminosa) responsabile della fonte di illuminazione. A causa dell'affidabilità della tecnologia solare, i LED sono preferiti per la loro efficienza energetica, la lunga durata e la luminosità.

Ogni giorno la lampada offre una soluzione di illuminazione autosufficiente attraverso la ricarica di giorno e l'illuminazione di notte. L'intero ciclo ha un limite, dipende dall'intensità e dalla durata della luce solare e dalla luminosità desiderata, il che ci riporta alla questione principale dell'ombra.

Le luci solari si ricaricano all'ombra?

È vero che le luci solari si ricaricano anche all'ombra, ma è fondamentale moderare le aspettative sull'efficienza di carica e sulla resa luminosa in queste condizioni. Il consenso prevalente, supportato da numerose fonti, conferma che i pannelli solari sono in grado di generare elettricità anche quando sono esposti alla luce solare indiretta o in giornate nuvolose. Ogni luce o pannello produrrà un certo rendimento, ma è importante considerare le circostanze in cui il pannello o la luce sono collocati. Oltre alle aspettative legate alla produzione, l'efficienza, come già detto, sarà il fattore principale. Infine, c'è un accordo dominante supportato da più fonti che sostiene che, indipendentemente dal fatto che sia nuvoloso o che la luce sia indiretta, i pannelli solari produrranno sempre elettricità.

Ma soprattutto la differenza principale sta nella loro efficienza. È ovvio che i pannelli solari funzionano meglio in presenza di luce solare diretta e chiara, perché quando il pannello è in ombra la luce che raggiunge il pannello solare è di intensità molto minore. L'intensità della luce è proporzionale all'ampia energia che può essere sfruttata dal pannello solare e questa, a sua volta, è direttamente correlata alla velocità di ricarica della batteria.

Possiamo fare un'analogia con un serbatoio d'acqua che viene riempito da un tubo. La luce solare non ostacolata è l'equivalente di un tubo ad alta pressione, mentre l'ombra è più simile a un tubo a bassa pressione o a una fonte d'acqua che gocciola. Pertanto, in presenza di ombra, il serbatoio si riempie d'acqua, anche se molto lentamente.

Come abbiamo discusso in precedenza, le luci solari non sono completamente inutilizzabili in luoghi ombreggiati, ma tendono a presentare problemi di prestazioni e luminosità rispetto a quanto potrebbero ottenere in pieno sole. Questi problemi derivano da molte cause diverse che tratteremo più avanti in questo documento. In definitiva, si tratta di capire bene come gestire le aspettative e riconoscere il fatto che ci sarà una riduzione dell'efficienza.

L'impatto dell'ombra sull'efficienza della luce solare

L'effetto dell'ombra sull'efficienza della luce solare non è di natura categorica, ma è piuttosto uno spettro. I diversi tipi di ombra, soprattutto quelli che ostacolano la carica solare, sono fondamentali quando si tratta di posizionare il pannello e di gestire le aspettative di rendimento. Il problema principale che un pannello solare che opera all'ombra deve affrontare è la diminuzione dell'intensità luminosa.

Intensità luminosa ridotta in ombra

La luce solare diretta fornisce un flusso concentrato di fotoni al pannello solare, massimizzando la conversione di energia. Tutto ciò che blocca o ostruisce l'energia, come alberi, strutture ed edifici, tende a bloccare gran parte della luce che raggiungerebbe il dispositivo. Inoltre, non limitano solo la luminosità che raggiunge il pannello, ma anche l'energia disponibile per la conversione.

Per capire meglio, la luce diretta del sole può superare fino a dieci volte quella indiretta all'ombra. Questa differenza è la ragione per cui le luci solari utilizzate in luoghi ombreggiati si caricano in modo meno efficiente. L'abbondanza di fotoni che il pannello solare è in grado di utilizzare è fortemente ridotta.

Supponiamo che una luce solare funzioni o ricevendo 6 ore di luce solare diretta o stando all'ombra per 6 ore. Anche quando la luce è all'ombra e sembra che ci sia una luce ragionevole, l'energia disponibile per il pannello solare è drasticamente inferiore. Ciò comporta una minore carica immagazzinata nella batteria; di conseguenza, la minore capacità della batteria si traduce in una minore illuminazione e in luci più fioche durante la notte.

Giorni nuvolosi vs. ombra profonda

È necessario approfondire l'ampia differenza tra ombra profonda e giornate nuvolose, dato che entrambi limitano l'accesso alla luce solare diretta, ma in misura diversa.

Giorni nuvolosi: La quantità di luce che può essere catturata sul lato più scuro della nuvola è chiamata luce diffusa. Anche in un ambiente incredibilmente nuvoloso, è disponibile una certa quantità di luce diffusa. Ciò consente ai pannelli solari di funzionare con risorse energetiche mediocri, anche quando le condizioni non sembrano particolarmente favorevoli. Gli studi hanno dimostrato che i pannelli solari possono ancora funzionare a 10-25% della loro piena capacità nelle giornate nuvolose, a seconda della densità e dello spessore delle nuvole. È chiaro, quindi, che le lampade a energia solare ricevono comunque energia in queste circostanze, anche se le prospettive di ottenere una carica completa rimangono scarse.

Pannelli solari in ombra profonda: Le strutture verticali e le fitte chiome degli alberi creano un'ombra profonda che è probabilmente la più difficile da gestire. Il pannello solare riceve solo una minima quantità di luce diffusa e l'ombra profonda blocca la luce solare diretta. Queste condizioni rendono molto difficile la ricarica delle luci solari. L'energia raccolta in queste condizioni può essere sufficiente, nel migliore dei casi, a fornire una luce debole per un breve periodo di tempo. In molti casi, questa energia potrebbe non essere sufficiente ad alimentare la luce.

Comprendere queste differenze è importante per definire le aspettative pratiche e pensare in modo proattivo a come disporre al meglio le luci solari per ottenere prestazioni ottimali anche in situazioni in cui l'ombra è inevitabile.

Fattori che influenzano le prestazioni di ricarica dell'ombra

Come discusso in precedenza, l'efficienza della carica solare è ostacolata dall'ombra. Esistono tuttavia ulteriori fattori determinanti che possono influenzare le prestazioni complessive delle luci solari in queste condizioni. La considerazione di questi fattori rende più completa l'ottimizzazione del posizionamento e dell'uso delle luci solari nelle aree ombreggiate.

Tipo di ombra (parziale o totale)

Come già detto, il tipo di ombra che si incontra può generare risultati diversi per le prestazioni di ricarica.

Ombra parziale: L'ombra parziale è il miglior tipo di ombra che possa esistere, in quanto consente ai raggi solari di raggiungere i pannelli solari durante il giorno. Questo tipo di ombra consente di accumulare energia sufficiente e di massimizzare le possibilità di ricarica durante i brevi intervalli di luce solare diretta. Se una certa posizione si trova in una regione con 2-3 ore di presenza solare frazionata, la lampada solare riuscirà comunque ad avere una discreta carica, aggiungendo più ore di luce durante la notte, anche se sarà meno luminosa di quella che avrebbe avuto se fosse stata posizionata al sole per tutto il giorno. L'obiettivo più importante di questa fase è cercare di garantire ambienti di carica potenziale che abbiano un picco di esposizione al sole nelle ore principali della giornata.

Ombra piena: La condizione di ombra totale è la peggiore delle quattro. Le aree quasi perennemente in ombra ricevono pochissima luce diretta e una luce solare diffusa. In questi contesti, le luci solari standard rimarranno invariate, indipendentemente da altre misure di ottimizzazione adottate. Per queste aree in ombra totale, sarebbero più adatte altre fonti di illuminazione o luci solari speciali realizzate per ambienti a bassa luminosità.

Durata dell'esposizione all'ombra

La durata dell'esposizione all'ombra può aggravare il problema. Anche un'ombra parziale può diventare un problema se si protrae per buona parte della giornata.

Ombra di breve durata: Se l'ombra si verifica per poche ore al mattino presto o alla sera tardi, e l'area riceve un'adeguata luce solare diretta durante le ore di punta (di solito dalle 10 alle 16), le luci solari possono comunque essere caricate. La parte più intensa della giornata è quella in cui la luce solare diretta è abbondante, sufficiente a compensare i periodi di ombra superiore.

Ombra di lunga durata: D'altra parte, le aree in ombra per la maggior parte del giorno, anche se si tratta di un'ombra parziale, limitano notevolmente le possibilità di ricarica. Se una lampada solare rimane all'ombra per più di 6-8 ore al giorno, è probabile che la sua batteria non sia completamente carica, con conseguente illuminazione debole e breve. In questi casi è fondamentale riposizionare la lampada in una posizione più soleggiata o, se non è possibile spostarla, è necessario prendere in considerazione e progettare soluzioni di illuminazione alternative.

Tecnologia del pannello solare e tipo di batteria

Tecnologia dei pannelli solari: I pannelli solari in silicone amorfo, o a film sottile, tendono ad essere più efficienti nella ricarica in condizioni di luce diffusa rispetto ai pannelli policristallini e monocristallini. Inoltre, mentre i policristallini e i monocristallini sono più efficienti in presenza di luce solare diretta, i pannelli in silicio amorfo tendono ad avere un margine di manovra maggiore quando si tratta di condizioni di ombra o nuvolosità, con prestazioni decenti in tali condizioni. Pertanto, se la ricarica all'ombra deve essere prioritaria, si consigliano le luci solari dotate di pannelli in silicio amorfo, mirati a questo scopo.

Definizione dei tipi di batteria: Le batterie utilizzate nelle lampade solari sono oggi per lo più agli ioni di litio, poiché hanno una maggiore densità energetica e una durata di vita più lunga rispetto alle vecchie batterie al nichel-cadmio (Ni-Cd). Le batterie agli ioni di litio non hanno bisogno di essere completamente cariche per fornire energia e funzionano anche quando sono parzialmente cariche, il che le rende utili nelle aree in ombra o con scarsa illuminazione. La ricerca delle specifiche del tipo di batteria di una lampada solare può rivelare informazioni sulle sue potenziali prestazioni in aree ombreggiate.

Ottimizzazione della ricarica delle luci solari nelle zone d'ombra

Anche se l'ombra si è rivelata una sfida per la ricarica delle luci solari, non ne impedisce completamente l'uso. Le luci solari possono essere caricate adottando alcune pratiche e gestendo in modo ottimale il loro posizionamento, anche nelle aree più ombreggiate.

Lista di controllo del posizionamento strategico

Un posizionamento efficace è essenziale per ottimizzare l'uso delle luci solari in ambienti con limitazioni di luce. Prima di montare le luci solari, assicuratevi di fare un sopralluogo del sito per individuare l'area di interesse in relazione alla luce solare e all'ombra e la migliore soluzione possibile per il compromesso. La seguente lista di controllo può aiutare nelle decisioni di posizionamento:

• Mappatura della luce solare: Osservate il vostro giardino o l'area aperta un giorno e vedete quali parti catturano direttamente la luce del sole in diversi momenti della giornata, in particolare durante il giorno dalle 10 del mattino alle 16 del pomeriggio. Contrassegnate queste aree in quanto saranno più utili nel luogo in cui si trovano.
• Analisi delle ombre: Prendete nota delle recinzioni, degli alberi e degli edifici che sono destinati a proiettare ombre quando attraversano parti del giardino nel corso della giornata. Saltate i luoghi che sono sempre in ombra.
• Priorità all'ombra parziale: Concentratevi sulle aree che sono destinate a ricevere un certo livello di ombra. Meno luce solare significa niente luce solare. Puntate su aree che ricevono un minimo di 2-4 ore di luce solare diretta continua, mentre il resto del tempo è all'ombra.
• Orientamento a sud (emisfero nord): Nella maggior parte delle aree dell'emisfero settentrionale, le posizioni esposte a sud tendono a ricevere la maggior parte della luce solare durante il giorno. Se c'è un'apparecchiatura solare in grado di filtrare almeno un po' di luce disponibile, posizionatela verso sud, in quanto è probabile che riceva la massima luce disponibile. (Fare il contrario per l'emisfero meridionale).
• Regolazione dell'angolo: Cercate di trovare un pannello solare regolabile in altezza, in quanto vi permetterà di migliorare l'angolo di inclinazione, che a sua volta consente di catturare meglio la luce solare, soprattutto durante le stagioni in cui i modelli di ombra sono diversi. Provate altre impostazioni e verificate quella che cattura più luce solare.
• Superfici riflettenti: Utilizzate muri o marciapiedi di colore chiaro perché possono far rimbalzare la luce solare indiretta verso i pannelli solari aumentando il livello di illuminazione nelle zone in ombra.

Tenendo conto di queste strategie, è possibile configurare i dispositivi di illuminazione in modo tale da consentire loro di ricevere l'esposizione solare anche in luoghi ombreggiati.

Quando utilizzare la ricarica supplementare

Quando le zone d'ombra in cui il sole non splende rimangono permanentemente, possono essere necessarie misure di illuminazione aggiuntive per garantire il funzionamento del dispositivo come richiesto.

• Trasferimento per la ricarica: Se le luci solari sono mobili, spostatele a seconda delle necessità in luoghi luminosi durante il giorno e tornate in zone più tranquille per la notte.
• USB Ricarica (se disponibile): I modelli più sofisticati di luci solari sono dotati di porte di ricarica USB. Ciò consente di integrare la ricarica solare con fonti di alimentazione USB di riserva in caso di ombra prolungata o di tempo nuvoloso. Consultare le specifiche del prodotto per verificare la presenza di questa funzione.
• Pannelli solari separati: In alcuni sistemi di illuminazione solare, può essere possibile montare separatamente il pannello solare in una posizione soleggiata e l'apparecchio di illuminazione in un'area isolata. La luce può anche essere installata in una zona ombreggiata. Questa modifica crea la possibilità di far passare un cavo tra il pannello e la luce.

Consigli per massimizzare l'efficienza di ricarica all'ombra

Oltre al posizionamento strategico e ai metodi di ricarica complementari, ci sono altri suggerimenti che possono contribuire ad aumentare l'efficienza di ricarica dell'illuminazione solare nelle zone d'ombra:

• Pulizia regolare: I sistemi di energia solare funzionano al meglio quando i pannelli solari sono puliti, quindi assicuratevi di pulire le unità a intervalli regolari. L'efficienza dei pannelli solari può diminuire notevolmente a causa della sporcizia e della polvere che ne ostruiscono la superficie; pulendoli con un panno umido si potrà sfruttare al massimo la luce solare.
• Tagliare la vegetazione sporgente: Tagliate gli alberi o le piante troppo cresciute che impediscono alla luce di raggiungere le luci solari. Riducete il più possibile l'ombreggiatura in modo da rendere utilizzabile anche la luce indiretta.
• Scegliere pannelli solari più grandi: Le luci solari con pannelli di superficie più ampia ricevono naturalmente più luce anche in condizioni di ombra. Acquistate modelli con pannelli di grandi dimensioni per le aree che tendono a essere riparate dalla luce.
• Aggiornare le batterie: Se possibile, considerare l'utilizzo di batterie più grandi o con un'efficienza maggiore (entro le specifiche del prodotto). Ciò consentirà di prolungare le notti di utilizzo, anche con una carica minima raggiunta all'ombra.
• Considerazioni sul colore della luce: Anche se questo aspetto non riguarda la ricarica, in quanto le luci solari non assorbono energia da un motore in funzione, l'utilizzo di LED di colore bianco caldo o ambra tende a produrre una luce più luminosa e utile nelle zone d'ombra rispetto al bianco freddo.

Il vantaggio Wosen: Soluzioni di illuminazione affidabili per ogni condizione

Anche se i miglioramenti apportati alle luci solari per le aree in ombra contribuiranno ad aumentare le prestazioni, rimane il problema della ricarica in condizioni di scarsa illuminazione. In assenza di luce solare, le soluzioni di illuminazione a LED di Wosen offrono alternative convincenti, che fungono da luci primarie o supplementari, a seconda delle esigenze dell'utente.

Con tre decenni di esperienza nella produzione di prodotti LED, Wosen sa che le esigenze di illuminazione esterna sono diverse. Offriamo una collezione completa di apparecchi LED per interni ed esterni, come ad esempio lampioni solari e luci di inondazione solari. Ogni prodotto è stato progettato per funzionare con una potenza energetica e una durata superiori, in modo da mantenere la brillantezza, con la pioggia o con il sole, in qualsiasi area esterna che si desidera illuminare..

Affrontare le sfide dell'ombra con l'Advanced di Wosen LED Tecnologia:

Le luci LED di Wosen evitano i problemi di ombra e di mancanza di energia grazie all'alimentazione elettrica. Poiché non sono alimentati a energia solare, i nostri LED garantiscono una luce intensa e costante, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche. Questo li rende perfetti per le aree in cui l'affidabilità dell'illuminazione è fondamentale, ma la ricarica solare non può essere utilizzata a causa di turni di ombra prolungati.

Inoltre, i prodotti Wosen sono affidabili per:

• Design durevole e resistente alle intemperie: Le luci per esterni Wosen sono realizzate in alluminio ADC12, in grado di resistere a condizioni climatiche estreme e di funzionare in modo affidabile.
• Vita operativa prolungata: Le luci solari a LED di Wosen hanno una durata operativa di oltre 50.000 ore, riducendo notevolmente le spese di manutenzione e sostituzione.
• Sensore umano e radar Tecnologia dei sensori: Le luci Wosen migliorano l'efficienza attivandosi quando il rilevamento è possibile solo in aree e orari specifici.

Esplorate la gamma di opzioni di illuminazione affidabili ed efficienti di Wosen:

Per ottenere la massima efficienza, si consiglia di utilizzare le soluzioni LED di Wosen nelle aree esposte al sole per mantenere un'illuminazione inflessibile per le strade, i proiettori di sicurezza e le applicazioni industriali, nonché i proiettori architettonici a parete. Grazie ai nostri esperti certificati, offriamo servizi personalizzati di alta qualità per l'integrazione dettagliata e la pianificazione dell'illuminazione, in modo che il risultato sia una luce ottimale e continua. Prodotti certificati come CE, RoHS, SAA e ISO9001 dimostrano che Wosen è una soluzione affidabile, poiché i prodotti sono certificati a livello mondiale per la loro qualità e affidabilità.

Conclusione

Pur essendo interessanti per l'illuminazione esterna, le luci LED Wosen sono penalizzate dalla sospensione delle prestazioni e dell'efficienza di ricarica rispetto ai periodi di funzionamento in pieno sole. Le prestazioni delle luci solari in aree ombreggiate, che vengono caricate in modo più ottimale dal sole, sono piuttosto sfumate; pertanto, è fondamentale gestire al meglio le aspettative quando si distribuiscono le luci solari in aree parzialmente ombreggiate.

Per un'illuminazione affidabile in zone d'ombra, luoghi inaffidabilmente soleggiati, ambienti controllabili e alternative a basso consumo energetico, le soluzioni di illuminazione a LED di Wosen brillano. Con 30 anni di esperienza nel campo dell'illuminazione a LED, Wosen illumina il vostro mondo con qualità, innovazione e soluzioni che non si affievoliscono, indipendentemente dalle condizioni.

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