Колкото и полезна да е модерната технология на слънчевите панели в стремежа на човека да премине към възобновяема енергия, такива панели не могат да генерират електричество през нощта.
Сега, ново изследване предполага, че може да е възможно да се проектират панели, които да работят денонощно.
При оптимални условия през нощта тези специално проектирани фотоволтаични клетки могат да генерират до една четвърт от енергията, която генерират през деня, според изследванията.
За да се постигне това, са необходими елементи на топлинно излъчване – устройства, които генерират енергия чрез радиационно охлаждане, когато инфрачервеното или топлинното излъчване напусне елемента и произвежда малко количество енергия в процеса.
Термоизлъчващите елементи вече се тестват в области като производството и машиностроенето, където се използват за преобразуване на отпадъчна топлина, като например високите температури, генерирани от двигателите.
В случай на слънчев панел през нощта, използването на такива клетки е начинът да се използва този процес.
„Мислехме, че ако вземем едно от тези устройства, поставим го на топло място и го насочим към небето“, казва електроинженерът и компютърният учен Джеръми Мъндей от Калифорнийския университет в Дейвис.
За да постигнем този ефект с помощта на инфрачервено лъчение, са ни необходими различни видове материали за конвенционалните слънчеви панели, които са склонни да се фокусират върху видимата светлина.
Следващата стъпка е да разберете каква комбинация от материали и електроника може да създаде ефективен панел, който може да използва нощното небе и околностите му като радиатор.
„Типичната слънчева клетка генерира енергия чрез абсорбиране на слънчевата светлина, което води до появата на напрежение и ток върху устройството“, казва Мъндай. „В тези нови устройства се излъчва светлина и токът и напрежението се движат в обратна посока, но все пак генерирате енергия.“
“Трябва да използвате различни материали, но физиката е една и съща.”
Според изчисленията на изследователите слънчевите панели могат да произвеждат до 50 вата електричество на квадратен метър при идеални условия.
Това е идея, която се изследва от няколко изследователски групи. Миналата година видяхме експериментална система, създадена от учени от Станфордския университет, която също използваше топлинния дисбаланс между нощното небе и Земята, за да генерира електричество от инфрачервеното лъчение.
Макар че има дълъг път за правилно мащабиране на тази технология и прилагането й на практика, Мандей и колегите му в момента разработват прототипи, но това е потенциално относително евтин и евтин начин да поддържате слънчевите панели работещи 24 часа в денонощието.
„Дълбокото космос предлага интригуващ нискотемпературен радиатор, способен да осигурява енергия през деня и денонощието чрез интелигентното използване на фотоника, оптика и наука за материалите“, заключават изследователите в своя доклад.
Изследването е публикувано в ACS Photonics.
