Kluczowe dania na wynos
- Inżynierowie opracowali mechanizm generowania energii elektrycznej z paneli słonecznych w nocy.
- System przechwytuje światło podczerwone uciekające z paneli chłodzących, aby wygenerować niewielką ilość energii elektrycznej.
-
Eksperci nie są zachwyceni, ponieważ system nie jest zbyt wydajny.
Panel słoneczny, który może generować energię elektryczną nawet w nocy, brzmi zbyt dobrze, aby mógł być prawdziwy, i po prostu może być, pomimo dowodów, że jest inaczej.
Od paneli słonecznych wytwarzających wodę po nowe metody czyszczenia, naukowcy zawsze szukają sposobów na zwiększenie wydajności i użyteczności paneli słonecznych. Niedawno inżynierowie ze Stanford University opracowali generator termoelektryczny, który wykorzystuje światło podczerwone odbijające się od powierzchni paneli słonecznych do generowania niewielkiej ilości energii elektrycznej, zasadniczo wytwarzając energię elektryczną z paneli nawet w nocy. Ale chociaż nauka jest solidna, to ekonomia może zapobiec zyskaniu przez nią popularności w głównym nurcie.
„Powiem, że jednym z największych wyzwań dla [zastosowań] termoelektrycznych jest konwersja ciepła niskotemperaturowego, [ponieważ w] temperaturze zbliżonej do pokojowej wydajność jest bardzo, bardzo niska” – wyjaśnił dr David Ginley, Główny naukowiec w National Renewable Energy Laboratory (NREL) w e-mailu do Lifewire. „W tym przypadku problem polega na tym, że zawartość energii jest niewielka, a czekanie do nocy oznacza, że i tak tracisz część [energii] przez promieniowanie”.
Niech stanie się światłość
Prowadzony przez Ph. D. kandydat Sid Assawaworrarit, naukowcy wyposażyli swój generator termoelektryczny w zwykły panel słoneczny i wykorzystali to urządzenie do wygenerowania niewielkiej ilości energii elektrycznej ze światła podczerwonego uciekającego z powierzchni paneli słonecznych w nocy.
Generator termoelektryczny wytwarza niewielką ilość energii elektrycznej, wykorzystując niewielką różnicę temperatur między otaczającym powietrzem a powierzchnią panelu słonecznego, gdy jest skierowany bezpośrednio na bezchmurne niebo.
Słońce kieruje ogromną ilość energii na Ziemię, ale z wyjątkiem części tej, która jest uwięziona przez gazy cieplarniane, planeta praktycznie wysyła dużą część energii, którą otrzymuje w postaci promieniowania podczerwonego, w procesie znane jako chłodzenie radiacyjne. Proces ten był używany w starożytnych Indiach i Iranie do zamrażania wody i tworzenia lodu i działa najlepiej w bezchmurne noce, ponieważ chmury odbijają światło podczerwone w kierunku ziemi.
Assawaworrarit i jego zespół opracowali nowy sposób na uchwycenie tej energii opuszczającej planetę. Gdy panel słoneczny stygnie, uciekające fotony przenoszą ciepło, które naukowcy wychwytują za pomocą generatora termoelektrycznego, aby przekształcić go w energię elektryczną.
Naukowcy po raz pierwszy próbowali przechwytywać światło podczerwone w 2019 r., a teraz naukowcom ze Stanford udało się połączyć tę technologię ze zwykłymi panelami słonecznymi, aby uczynić ją bardziej dostępną i wydajną.
Dowód koncepcji
W pogodną noc urządzenie testowane przez Assawaworrarit na dachu Stanford generuje około pięćdziesiąt miliwatów, czyli 0,05 wata, na każdy metr kwadratowy panelu słonecznego. Natomiast panele słoneczne mogą zazwyczaj generować około 150 watów na metr kwadratowy w ciągu dnia. Aby umieścić liczby w odpowiedniej perspektywie, mała żarówka LED pobiera 18 watów energii elektrycznej.
Pięćdziesiąt miliwatów to nie jest ogromna liczba, ale naukowcy twierdzą, że liczby sumują się, gdy technologia jest stosowana na dużą skalę. Jest wiele zastosowań, w których ten rodzaj energii w nocy, jakkolwiek znikomy, może się przydać, zwłaszcza gdy weźmie się pod uwagę, że znaczna część populacji świata nadal nie ma dostępu do elektryczności przez całą dobę.
A to dopiero początek. Assawaworrarit powiedział firmie Interesting Engineering, że przy odrobinie pracy i w bardziej sprzyjających warunkach pogodowych naukowcy mogą podwoić ilość energii elektrycznej generowanej przez ich urządzenie, dodając, że teoretyczny limit wynosi około jednego lub dwóch watów na metr kwadratowy.
Naukowcy uważają, że system może być bardzo atrakcyjny z punktu widzenia kosztów, jeśli uda im się wygenerować do 1 wata na metr kwadratowy.
Jednak wciąż jest kilka sposobów na osiągnięcie przez system takiej wydajności. W obecnej formie dr Ginley nie jest pod wrażeniem.
W jego opinii, zanim technologia będzie mogła zostać użyta w prawdziwym świecie, ktoś będzie musiał przeprowadzić dobrą analizę energetyczną połączoną z wstępną oceną technologii na rynek. Ponadto uważa, że koszt generatorów termoelektrycznych w porównaniu z ich niezawodnością i wydajnością sprawia, że nie pasują one do ogniw słonecznych.
„Koszt mocy przyrostowej [uzyskiwanej] w tym przypadku prawdopodobnie nie jest ostatecznie wart poniesionych kosztów”, zaopiniował dr Ginley.
