Ключови изводи
- Инженери са създали механизъм за генериране на електричество от слънчеви панели през нощта.
- Системата улавя инфрачервената светлина, излизаща от охлаждащите панели, за да генерира малко количество електричество.
-
Експертите не са много ентусиазирани, тъй като системата не е много ефективна.
Слънчев панел, който може да генерира електричество дори през нощта, звучи твърде добре, за да е истина, и просто може да е така, въпреки доказателствата за противното.
От слънчеви панели за производство на вода до нови методи за почистване, учените винаги търсят начини да направят слънчевите панели по-ефективни и полезни. Наскоро инженери от Станфордския университет създадоха термоелектрически генератор, който използва инфрачервената светлина, отскачаща от повърхността на слънчевите панели, за да генерира малко количество електричество, като по същество създава електричество от панелите дори през нощта. Но въпреки че науката е стабилна, икономиката е тази, която може да попречи на това да придобие широко разпространение.
"Ще кажа, че едно от най-големите предизвикателства за термоелектрическите [приложения] е преобразуването на нискотемпературна топлина, [защото при] близка до стайната температура, ефективността е много, много ниска", обясни д-р Дейвид Гинли, Главен учен в Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) в имейл до Lifewire. „В този случай проблемът е, че енергийното съдържание е малко и чакането до нощта означава, че във всеки случай губите част от [енергията] чрез радиация.“
Нека бъде светлина
Ръководени от Ph. D. кандидат Sid Assawaworrarit, изследователите оборудваха своя термоелектрически генератор към обикновен слънчев панел и използваха измишльотината, за да генерират малко количество електричество от инфрачервената светлина, излизаща от повърхността на слънчевите панели през нощта.
Термоелектрическият генератор произвежда малко количество електричество, като се възползва от леката разлика в температурата между околния въздух и повърхността на слънчев панел, когато е насочен директно към ясно небе.
Слънцето насочва огромно количество енергия към Земята, но с изключение на част от нея, която е уловена от парниковите газове, планетата на практика изпраща голяма част от енергията, която получава под формата на инфрачервено лъчение, в процес известно като радиационно охлаждане. Процесът е бил използван в древна Индия и Иран за замразяване на вода и създаване на лед и работи най-добре в безоблачни нощи, тъй като облаците отразяват инфрачервената светлина към земята.
Assawaworrarit и неговият екип са измислили нов начин за улавяне на тази енергия, докато тя напуска планетата. Докато слънчевият панел се охлажда, излизащите фотони носят топлина, която изследователите улавят с термоелектрическия си генератор, за да я преобразуват в електричество.
Учените за първи път се опитаха да уловят инфрачервена светлина през 2019 г., а сега изследователите от Станфорд успяха да комбинират тази технология с обикновени слънчеви панели, за да я направят по-достъпна и ефективна.
Доказателство за концепцията
В ясна нощ устройството Assawaworrarit, тествано на покрива на Станфорд, генерира приблизително петдесет миливата, или 0,05 вата, за всеки квадратен метър слънчев панел. За разлика от тях, слънчевите панели обикновено могат да генерират около 150 вата на квадратен метър през деня. За да представим числата в перспектива, малка LED крушка черпи 18 вата електричество.
Петдесет миливата не е огромно число, но изследователите твърдят, че числата се събират, когато технологията се прилага в мащаб. Има много приложения, при които този вид енергия през нощта, колкото и нищожна да е тя, може да бъде полезна, особено като вземете предвид, че значителна част от световното население все още няма достъп до електричество през цялото денонощие.
И това е само началото. Assawaworrarit каза пред Interesting Engineering, че с малко работа и при по-благоприятни метеорологични условия, изследователите могат да удвоят количеството електричество, генерирано от тяхното устройство, добавяйки, че теоретичната граница е около един или два вата на квадратен метър.
Изследователите вярват, че системата може да бъде много привлекателна от гледна точка на разходите, ако успеят да я накарат да генерира до ват на квадратен метър.
Въпреки това все още има някои начини, по които системата да постигне този вид ефективност. Както е сега, д-р Гинли не е впечатлен.
Според него, преди технологията да може да се използва в реалния свят, някой ще трябва да направи добър енергиен анализ, съчетан с първоначална оценка на технологията към пазара. Освен това той смята, че цената на термоелектрическите генератори, в сравнение с тяхната надеждност и ефективност, ги прави неподходящи за използване със слънчеви клетки.
"Цената на [спечелената] инкрементална мощност в този случай вероятно в крайна сметка не си заслужава цената," каза д-р Гинли.
