Kulcs elvitelek
- A mérnökök egy olyan mechanizmust dolgoztak ki, amellyel éjszaka napelemekből állítanak elő áramot.
- A rendszer rögzíti a hűtőpanelekből kiáramló infravörös fényt, hogy kis mennyiségű áramot termeljen.
-
A szakértők nincsenek túlzottan elragadtatva, mivel a rendszer nem túl hatékony.
Egy olyan napelem, amely még éjszaka is képes áramot termelni, túl jól hangzik ahhoz, hogy igaz legyen, és lehet, hogy az is, az ellenkező bizonyíték ellenére.
A víztermelő napelemektől az új tisztítási módszerekig a tudósok folyamatosan keresik a napelemek hatékonyabbá és hasznosabbá tételének módjait. A közelmúltban a Stanford Egyetem mérnökei kidolgoztak egy termoelektromos generátort, amely a napelemek felületéről visszaverődő infravörös fényt használja fel kis mennyiségű villamos energia előállítására, ami lényegében még éjszaka is termel áramot a panelekből. De bár a tudomány szilárd, a közgazdaságtan akadályozhatja meg, hogy ez elterjedjen.
"Azt mondom, hogy a termoelektromos [alkalmazások] egyik legnagyobb kihívása az alacsony hőmérsékletű hő átalakítása, [mert] közel szobahőmérsékleten a hatásfok nagyon-nagyon alacsony" - magyarázta Dr. David Ginley. A National Renewable Energy Laboratory (NREL) vezető tudósa a Lifewire-nek küldött e-mailben. "Ebben az esetben az a probléma, hogy az energiatartalom kicsi, és az estig tartó várakozás azt jelenti, hogy a sugárzással minden esetben elveszítesz [energiából]."
Legyen világosság
Ph. D. vezetésével Sid Assawaworrarit jelölt, a kutatók termoelektromos generátorukat egy normál napelemre szerelték fel, és a szerkezet segítségével kis mennyiségű villamos energiát állítottak elő a napelemek felületéről éjszaka kiáramló infravörös fényből.
Egy termoelektromos generátor kis mennyiségű villamos energiát állít elő, kihasználva a környezeti levegő és a napelem felülete közötti enyhe hőmérséklet-különbséget, amikor az közvetlenül a tiszta égboltra néz.
A Nap hatalmas mennyiségű energiát irányít a Földre, de az üvegházhatású gázok által csapdába esett egy részét leszámítva a bolygó gyakorlatilag infravörös sugárzás formájában bocsátja ki a kapott energia nagy részét egy folyamat során. sugárzó hűtés néven ismert. Az eljárást az ókori Indiában és Iránban használták víz lefagyasztására és jég létrehozására, és felhőtlen éjszakákon működik a legjobban, mivel a felhők az infravörös fényt a talaj felé verik vissza.
Assawaworrarit és csapata új módszert dolgozott ki ennek az energiának a megragadására, amint az elhagyja a bolygót. Ahogy a napelem lehűl, a kiszabaduló fotonok hőt hordoznak, amit a kutatók termoelektromos generátorukkal felfognak, hogy elektromos árammá alakítsák át.
A tudósok először 2019-ben próbálkoztak az infravörös fény rögzítésével, most pedig a stanfordi kutatóknak sikerült kombinálniuk ezt a technológiát hagyományos napelemekkel, hogy hozzáférhetőbbé és hatékonyabbá tegyék.
Elméleti bizonyíték
Tiszta éjszakán a stanfordi háztetőn tesztelt Assawaworrarit készülék nagyjából ötven milliwattot, azaz 0,05 wattot termel a napelem minden négyzetméterére. Ezzel szemben a napelemek jellemzően körülbelül 150 wattot tudnak termelni négyzetméterenként napközben. A számok perspektivikus megjelenítéséhez egy kis LED izzó 18 watt áramot fogyaszt.
Az ötven milliwatt nem nagy szám, de a kutatók azzal érvelnek, hogy a számok összeadódnak, ha a technológiát nagy léptékben alkalmazzák. Nagyon sok olyan alkalmazás létezik, ahol ez a fajta éjszakai energia, bármilyen csekély is, jól jöhet, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a világ lakosságának jelentős része még mindig nem fér hozzá éjjel-nappal áramhoz.
És ez még csak a kezdet. Assawaworrarit az Interesting Engineering-nek elmondta, hogy egy kis munkával és kedvezőbb időjárási körülmények között a kutatók megduplázhatják a készülékük által termelt villamos energia mennyiségét, hozzátéve, hogy az elméleti határ körülbelül egy-két watt négyzetméterenként.
A kutatók úgy vélik, hogy a rendszer nagyon vonzó lehet a költségek szempontjából, ha elérik, hogy négyzetméterenként akár wattot is termeljen.
A rendszernek azonban még mindig van néhány módja az ilyen hatékonyság elérésére. A jelenlegi állás szerint Dr. Ginleyt nem nyűgözte le.
Véleménye szerint, mielőtt a technológiát a való világban használni lehetne, valakinek jó energetikai elemzést kell végeznie egy kezdeti technológia-piaci értékeléssel kombinálva. Sőt, úgy véli, hogy a termoelektromos generátorok költsége megbízhatóságukhoz és hatékonyságukhoz képest rossz párosítást jelent a napelemekkel való használatra.
"A [megszerzett] növekményes teljesítmény költsége ebben az esetben valószínűleg nem éri meg a költségeket" - vélekedett Dr. Ginley.
