Klíčové poznatky
- Inženýři vymysleli mechanismus pro výrobu elektřiny ze solárních panelů v noci.
- Systém zachycuje infračervené světlo unikající z chladicích panelů a vytváří tak malé množství elektřiny.
-
Odborníci nejsou příliš nadšení, protože systém není příliš efektivní.
Solární panel, který dokáže vyrábět elektřinu i v noci, zní příliš dobře, než aby to byla pravda, a může to tak být, navzdory důkazům o opaku.
Od solárních panelů na výrobu vody po nové metody čištění vědci neustále hledají způsoby, jak solární panely učinit efektivnějšími a užitečnějšími. Nedávno inženýři na Stanfordské univerzitě vymysleli termoelektrický generátor, který využívá infračervené světlo odrážející se od povrchu solárních panelů k výrobě malého množství elektřiny, které v podstatě vyrábí elektřinu z panelů i v noci. Ale i když je věda zdravá, je to ekonomika, která by mohla zabránit tomu, aby se dostala do hlavního proudu.
„Řeknu, že jednou z největších výzev pro termoelektrické [aplikace] je přeměna nízkoteplotního tepla, [protože při] teplotě blízké pokojové teplotě je účinnost velmi, velmi nízká,“vysvětlil Dr. David Ginley, Hlavní vědecký pracovník v National Renewable Energy Laboratory (NREL) v e-mailu na Lifewire. "V tomto případě je problém v tom, že energetický obsah je malý a čekání do noci znamená, že v každém případě ztratíte část [energie] zářením."
Buď světlo
Pod vedením Ph. D. kandidát Sid Assawaworrarit, vědci vybavili svůj termoelektrický generátor běžným solárním panelem a použili toto zařízení k výrobě malého množství elektřiny z infračerveného světla unikajícího z povrchu solárních panelů v noci.
Teploelektrický generátor vyrábí malé množství elektřiny tím, že využívá mírný rozdíl v teplotě mezi okolním vzduchem a povrchem solárního panelu, když je namířen přímo do jasného nebe.
Slunce směruje na Zemi obrovské množství energie, ale pokud část energie nezachytí skleníkové plyny, planeta prakticky vysílá velkou část energie, kterou přijímá ve formě infračerveného záření, v procesu známé jako radiační chlazení. Tento proces byl používán ve starověké Indii a Íránu ke zmrazování vody a vytváření ledu a funguje nejlépe za bezmračných nocí, protože mraky odrážejí infračervené světlo směrem k zemi.
Assawaworrarit a jeho tým vymysleli nový způsob, jak zachytit tuto energii, když opouští planetu. Jak se solární panel ochlazuje, unikající fotony nesou teplo, které vědci zachycují svým termoelektrickým generátorem a přeměňují ho na elektřinu.
Vědci se poprvé pokusili zachytit infračervené světlo v roce 2019 a nyní se vědcům ze Stanfordu podařilo zkombinovat tuto technologii s běžnými solárními panely, aby byla dostupnější a účinnější.
Proof of Concept
Za jasné noci generuje zařízení Assawaworrarit testované na střeše Stanfordu zhruba padesát miliwattů neboli 0,05 wattu na každý čtvereční metr solárního panelu. Naproti tomu solární panely mohou během dne obvykle generovat asi 150 wattů na metr čtvereční. Abychom uvedli čísla do perspektivy, malá LED žárovka spotřebovává 18 wattů elektřiny.
Padesát miliwattů není velké číslo, ale vědci tvrdí, že tato čísla se sčítají, když je technologie aplikována ve velkém měřítku. Existuje mnoho aplikací, kde by se tento druh energie v noci, jakkoli nepatrný, mohl hodit, zvláště když uvážíte, že značná část světové populace stále nemá nepřetržitý přístup k elektřině.
A to je jen začátek. Assawaworrarit pro Zajímavé inženýrství řekl, že s trochou práce a za příznivějších povětrnostních podmínek by výzkumníci mohli zdvojnásobit množství elektřiny generované jejich zařízením a dodal, že teoretický limit je asi jeden nebo dva watty na metr čtvereční.
Výzkumníci se domnívají, že systém by mohl být velmi atraktivní z hlediska nákladů, pokud by se jim podařilo dosáhnout generování až wattu na metr čtvereční.
Stále však existuje několik způsobů, jak systém dosáhnout takové účinnosti. V současné podobě zůstává Dr. Ginley nezaujatý.
Podle jeho názoru, než bude možné technologii použít v reálném světě, bude muset někdo udělat dobrou energetickou analýzu kombinovanou s počátečním posouzením tech-to-market. Navíc si myslí, že cena termoelektrických generátorů ve srovnání s jejich spolehlivostí a účinností z nich dělá špatnou shodu pro použití se solárními články.
„Náklady na přírůstkovou sílu [získanou] v tomto případě pravděpodobně nakonec nestojí za cenu,“míní Dr. Ginley.
