太阳能机器人-紫外线指数与太阳能

如果你已经浏览过Digilent博客,你可能已经见过很多机器人。还记得随大流的猪苏珊?我最近在Digilent的MakerSpace发现了一个小型的便携式太阳能电池板,我受到启发,想要制造一个太阳能机器人。和Susan一样,我将使用chipKIT Pro MX4Digilent电机机器人套件(MRK)我的太阳能设计。然而,当我第一次想到这个主意时,正值隆冬。话虽如此,阳光还是相当稀少,尤其是在华盛顿州的普尔曼。我首先要问一个重要的问题:我有足够的阳光吗?

2W太阳能电池板从adfruit
2W太阳能电池板Adafruit

为了回答这个问题,我必须做一些研究。我的第一个想法是,我可以根据紫外线指数对太阳能的可用性做出一个合理的假设。然而,作为一个指数,紫外线指数并没有直接指定一定数量的太阳能。我四处搜索,发现有人家里有气象站他们分享了一些数据论坛显示紫外线指数和太阳能之间的关系。我把这些数据放到电子表格里,发现了一个关系。根据数据,太阳能与UV指数的关系可以用以下公式表示:

太阳能) = 104 * (紫外线指数) - 18.365

这个方程给出了以瓦特每平方米为单位的太阳能,结果是合理的,因为它接近于一般的说法,即紫外线指数为1代表太阳能为100W/m2

太阳能
紫外线指数与太阳能。

有了这些信息,我可以通过简单地查看天气来确定任何时候可用的太阳能的数量。当我在一月第一次有这个想法的时候,紫外线指数永远不会超过1的值,即使是在中午。根据以上数据的关系,UV指数为1表示85.6W/m2.请注意,我的太阳能电池板只有4.4″x5.4″,或0.01533米2.将太阳能乘以我的太阳能电池板的面积只能产生1.31瓦的功率。然而,我测量到我的机器人的马达需要1.90W。显然,在寒冷的一月,我无法获得足够的电力来为我的机器人供电。

现在已经是六月了,即使是在如此遥远的北方,我们也能得到相当多的阳光。当我写这篇文章的时候,紫外线指数是5,表明刚刚超过500W/m2太阳能的。即使在我的小太阳能电池板的面积,我可以得到7.7瓦的电力。这足够给我的机器人供电了。注意,我的太阳能电池板也只能在2W的额定功率下工作。另外5.7瓦将从面板反射或作为热量传递。我计划完成这些,现在我有了它的太阳,我将发布一个博客与完成的设计。

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关于“太阳能机器人-紫外线指数vs太阳能”的4条评论

  1. 我想你也需要把太阳能电池的效率考虑进去。当太阳可能熄灭500 W/m2,这将在所有频率上;你的太阳能电池只能在一个特定的频率范围内捕捉能量。

  2. 除了Phil上面的观点(单晶光伏电池通常有大约15-20%的效率),你的太阳能模块上的2W额定值几乎肯定是在标准测试条件(STC)下的输出,这是1000 W/m^2。

    在500w /m^2,你可能会得到相当接近额定电压,但只有大约一半的电流,模块在STC产生。换句话说,在实践中它可能会给你带来1W。

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