¿Cuál es el tamaño mínimo teórico de las células solares en los relojes de pulsera? [cerrado]

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Me preguntaba cuál es la cantidad mínima teórica de área de superficie en las células solares que se necesitaría para alimentar un reloj de pulsera analógico, asumiendo el siguiente escenario:

La esfera del reloj tiene un diámetro de 42 mm.
La exposición directa a la luz solar esperada es de 3 horas diarias.
La exposición a la luz interior esperada es de aproximadamente 16 horas diarias.
Podemos asumir que el reloj es un reloj atómico, con clásicas horas, minutos y segundos giratorios para mostrar la hora.
Hay una batería estándar de 5 años que se encuentra en la mayoría de los relojes de pulsera.
Editar: En cuanto al consumo de energía, no pude encontrar mucho. Esperaba que alguien pudiera averiguar el consumo de energía de la información anterior, pero esto es lo mejor que pude encontrar en una búsqueda de Google: "Una batería de reloj típica tiene 30 mAh a 1.55 V, y dura 5 años.

5 años = 43800 horas.

30 mAh / 43800 horas * 1.55 V = .001 mA V, o 0.000001 vatios ".

Al no ser un ingeniero eléctrico, ignoro el diseño de los relojes electrónicos y la eficiencia y los aspectos específicos de las células solares. He intentado google, pero no encontré mucho en el diseño del reloj solar.

Realmente agradecería la respuesta en mm cuadrados, o mejor aún, un porcentaje del tamaño de la cara del reloj.

    
pregunta StudentofEuler2718

1 respuesta

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Celdas solares de silicio modernas (las celdas fotovoltaicas ofrecen una eficiencia de módulo superior al 15% y aproximadamente el 20% está disponible con las celdas Sunpower de alta eficiencia (y más difíciles de usar).

Al mismo tiempo, la insolación = 100,000 lux de salida es 

  1000 x A x Z Watts

A = Área en m ^ 2, Z = eficiencia (0 < = Z < 1)

Para A en mm ^ 2, la fórmula anterior proporciona micro vatios.
Entonces, a pleno sol y con una eficiencia del 15%, obtienes 150 uW / mm ^ 2 a pleno sol

El cielo brillante en un día soleado o una nube brillante en un día nublado con el sol no visible, pero el brillo del ojo es tal vez el 10% del sol total. La sombra sin línea directa al sol es mucho más baja, quizás 0.1% - 1%
El pleno sol es 100.000 lux, por lo que 1% = 1000 lux y 0.1% es 100 lux.

La luz de fondo de la pantalla del monitor brillante en blanco con celda contra la superficie es de aproximadamente 300 lux = ~~~ 0.3% del rendimiento total.
Habitación muy luminosa - 100 a 1000 lux.
100 lux: vea las imágenes en color con facilidad (a pesar de lo que digan los libros de texto). 20 lux - ver color bien una vez acostumbrados los ojos. Más brillante sería mejor.

Reloj cubierto por la manga de la camisa, etc. ~~ = 0lux.
Use el reloj en ángulo para encender la fuente principal = 10% del disponible si tiene suerte.

ASÍ, un reloj en condiciones de luz artificial PUEDE ver un rango de 100 - 1000 lux y menos a veces.

1000 lux = 1% de pleno sol.
Entonces el panel fotovoltaico obtiene ~~ 1.5 uW mm ^ 2 a 1000 lux.
O 0.15 uW / mm ^ 2 a 100 lux.
Por lo tanto, su reloj de 1 uW ve aproximadamente 6 mm ^ 2 si se ilumina a 100 lux siempre. Si puede administrar 10 mm x 10 mm = 100 mm ^ 2, necesita aproximadamente 1/16 del tiempo a 100 lux o aproximadamente 1,5 horas por día. Una breve ráfaga de luz diurna hace una gran diferencia.

E & OE.

es decir, aproximadamente 30 mm x 30 mm o más de 1 pulgada cuadrada.

100 lux = 10% de salida de 1000 lux.

    
respondido por el Russell McMahon

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