Ključni izsledki
- Inženirji so izdelali mehanizem za proizvodnjo električne energije iz sončnih kolektorjev ponoči.
- Sistem zajame infrardečo svetlobo, ki uhaja iz hladilnih plošč, da proizvede majhno količino električne energije.
-
Strokovnjaki niso preveč navdušeni, saj sistem ni zelo učinkovit.
Solarna plošča, ki bi lahko proizvajala elektriko tudi ponoči, se sliši predobro, da bi bilo res, in morda je, kljub dokazom o nasprotnem.
Od sončnih kolektorjev za proizvodnjo vode do novih metod čiščenja znanstveniki vedno iščejo načine, kako narediti sončne kolektorje učinkovitejše in uporabnejše. Pred kratkim so inženirji na Univerzi Stanford izdelali termoelektrični generator, ki uporablja infrardečo svetlobo, ki se odbija od površine sončnih kolektorjev, za ustvarjanje majhne količine električne energije, v bistvu ustvarja elektriko iz panelov tudi ponoči. Toda čeprav je znanost trdna, je ekonomija tista, ki bi lahko preprečila, da bi to postalo priljubljeno.
"Rekel bom, da je eden največjih izzivov za termoelektrične [aplikacije] pretvorba nizkotemperaturne toplote, [ker so pri] temperaturi blizu sobne učinkovitosti zelo, zelo nizke," je pojasnil dr. David Ginley, Glavni znanstvenik v Nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo (NREL) v e-pošti Lifewire. "V tem primeru je težava v tem, da je vsebnost energije majhna in čakanje do noči pomeni, da v vsakem primeru izgubite nekaj [energije] zaradi sevanja."
Naj bo luč
Pod vodstvom dr. kandidata Sida Assawaworrarita, so raziskovalci svoj termoelektrični generator opremili z običajno sončno ploščo in uporabili napravo za ustvarjanje majhne količine električne energije iz infrardeče svetlobe, ki ponoči uhaja s površine solarnih plošč.
Termoelektrični generator proizvede majhno količino električne energije tako, da izkoristi majhno temperaturno razliko med zunanjim zrakom in površino sončne plošče, ko je ta usmerjena neposredno v jasno nebo.
Sonce usmerja ogromno energije na Zemljo, toda razen nekaj energije, ki jo ujamejo toplogredni plini, planet večino energije, ki jo prejme, praktično oddaja v obliki infrardečega sevanja v procesu znano kot sevalno hlajenje. Postopek so v starodavni Indiji in Iranu uporabljali za zamrzovanje vode in ustvarjanje ledu in najbolje deluje v nočeh brez oblačka, saj oblaki odbijajo infrardečo svetlobo proti tlom.
Assawaworrarit in njegova ekipa so iznašli nov način za zajemanje te energije, ko zapušča planet. Ko se solarna plošča ohlaja, uhajajoči fotoni nosijo toploto, ki jo raziskovalci zajamejo s svojim termoelektričnim generatorjem in jo pretvorijo v elektriko.
Znanstveniki so prvič poskusili zajeti infrardečo svetlobo leta 2019, zdaj pa je raziskovalcem s Stanforda uspelo združiti to tehnologijo z navadnimi sončnimi paneli, da bi bila bolj dostopna in učinkovita.
Dokaz koncepta
V jasni noči naprava Assawaworrarit, preizkušena na strehi Stanforda, ustvari približno petdeset milivatov ali 0,05 vatov za vsak kvadratni meter sončne plošče. Nasprotno pa lahko sončne celice čez dan običajno proizvedejo približno 150 vatov na kvadratni meter. Da bi številke predstavili v perspektivi, majhna LED žarnica porabi 18 vatov električne energije.
Petdeset milivatov ni velika številka, vendar raziskovalci trdijo, da se številke seštejejo, ko se tehnologija uporablja v velikem obsegu. Obstaja veliko aplikacij, kjer bi lahko bila takšna energija ponoči, ne glede na to, da je majhna, prav uporabna, zlasti če upoštevamo, da velik del svetovnega prebivalstva še vedno nima dostopa do elektrike 24 ur na dan.
In to je šele začetek. Assawaworrarit je za Interesting Engineering povedal, da bi lahko z malo dela in v bolj ugodnih vremenskih razmerah raziskovalci podvojili količino električne energije, ki jo proizvede njihova naprava, in dodal, da je teoretična meja približno en ali dva vata na kvadratni meter.
Raziskovalci verjamejo, da bi bil sistem lahko zelo privlačen s stroškovnega vidika, če bi ga dosegli, da proizvede do vat na kvadratni meter.
Vendar obstaja še nekaj načinov, da sistem doseže takšno učinkovitost. Dr. Ginley ostaja brez vtisa.
Po njegovem mnenju bo nekdo moral pred uporabo tehnologije v resničnem svetu opraviti dobro energetsko analizo v kombinaciji z začetno oceno tehnologije za trg. Poleg tega meni, da se zaradi stroškov termoelektričnih generatorjev v primerjavi z njihovo zanesljivostjo in učinkovitostjo slabo ujemajo s sončnimi celicami.
"Stroški prirastne moči [pridobljene] v tem primeru verjetno na koncu niso vredni stroškov," je menil dr. Ginley.
