Recomandări cheie
- Inginerii au conceput un mecanism pentru a genera electricitate din panouri solare pe timp de noapte.
- Sistemul captează lumina infraroșu care iese din panourile de răcire pentru a genera o cantitate mică de electricitate.
-
Experții nu sunt prea entuziasmați, deoarece sistemul nu este foarte eficient.
Un panou solar care ar putea genera electricitate chiar și noaptea sună prea bine pentru a fi adevărat și ar putea fi, în ciuda dovezilor care arată contrariul.
De la panourile solare pentru producerea apei la noi metode de curățare, oamenii de știință caută mereu modalități de a face panourile solare mai eficiente și mai utile. Recent, inginerii de la Universitatea Stanford au conceput un generator termoelectric care folosește lumina infraroșie care sare de pe suprafața panourilor solare pentru a genera o cantitate mică de electricitate, creând în esență electricitate din panouri chiar și pe timp de noapte. Dar, deși știința este solidă, economia este cea care ar putea împiedica acest lucru să capete popularitate.
„Voi spune că una dintre cele mai mari provocări pentru [aplicații] termoelectrice este conversia căldurii la temperaturi scăzute, [pentru că la] aproape de temperatura camerei, eficiența este foarte, foarte scăzută”, a explicat dr. David Ginley, Om de știință șef la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) într-un e-mail către Lifewire. „În acest caz, problema este că conținutul de energie este mic, iar așteptarea până noaptea înseamnă că pierzi o parte din [energie] prin radiații în orice caz.”
Să fie lumină
Condus de Ph. D. candidat Sid Assawaworrarit, cercetătorii și-au echipat generatorul termoelectric la un panou solar obișnuit și au folosit dispozitivul pentru a genera o cantitate mică de electricitate din lumina infraroșie care scapă de pe suprafața panourilor solare pe timp de noapte.
Un generator termoelectric produce o cantitate mică de electricitate profitând de diferența ușoară de temperatură dintre aerul ambiant și suprafața unui panou solar atunci când este îndreptat direct spre cer senin.
Soarele direcționează o cantitate imensă de energie către Pământ, dar cu excepția unei părți din ea care sunt prinse de gazele cu efect de seră, planeta trimite practic o mare parte din energia pe care o primește sub formă de radiație infraroșie, într-un proces cunoscut sub numele de răcire radiativă. Procesul a fost folosit în India și Iran antic pentru a îngheța apa și a crea gheață și funcționează cel mai bine în nopțile fără nori, deoarece norii reflectă lumina infraroșu către sol.
Assawaworrarit și echipa sa au conceput o nouă modalitate de a capta acea energie pe măsură ce pleacă de pe planetă. Pe măsură ce panoul solar se răcește, fotonii care evadează transportă căldură, pe care cercetătorii o captează cu generatorul lor termoelectric pentru a o transforma în electricitate.
Oamenii de știință au încercat pentru prima dată să capteze lumina infraroșie în 2019, iar acum cercetătorii de la Stanford au reușit să combine această tehnologie cu panouri solare obișnuite pentru a o face mai accesibilă și mai eficientă.
Dovada conceptului
Într-o noapte senină, dispozitivul testat de Assawaworrarit pe acoperișul Stanford generează aproximativ cincizeci de miliwați, sau 0,05 wați, pentru fiecare metru pătrat de panou solar. În schimb, panourile solare pot genera de obicei aproximativ 150 de wați pe metru pătrat în timpul zilei. Pentru a pune cifrele în perspectivă, un mic bec LED consumă 18 wați de electricitate.
Cincizeci de miliwați nu este un număr mare, dar cercetătorii susțin că cifrele se adună atunci când tehnologia este aplicată la scară. Există o mulțime de aplicații în care acest tip de energie pe timp de noapte, oricât de minuscul, ar putea fi util, mai ales dacă ținem cont că o cantitate semnificativă a populației lumii nu are încă acces la electricitate non-stop.
Și acesta este doar începutul. Assawaworrarit a declarat pentru Interesing Engineering că, cu puțină muncă și în condiții meteorologice mai favorabile, cercetătorii ar putea dubla cantitatea de electricitate generată de dispozitivul lor, adăugând că limita teoretică este de aproximativ unul sau doi wați pe metru pătrat.
Cercetătorii cred că sistemul ar putea fi foarte atractiv din punct de vedere al costurilor dacă îl pot genera să genereze până la un watt pe metru pătrat.
Totuși, există încă câteva moduri de urmat pentru ca sistemul să atingă acest tip de eficiență. Așa cum stau lucrurile acum, dr. Ginley rămâne neimpresionat.
În opinia sa, înainte ca tehnologia să poată fi utilizată în lumea reală, cineva va trebui să facă o analiză energetică bună combinată cu o evaluare inițială a tehnologiei către piață. În plus, el consideră că costul generatoarelor termoelectrice, în comparație cu fiabilitatea și eficiența lor, le face să se potrivească slab pentru utilizarea cu celule solare.
„Costul puterii incrementale [obținute] în acest caz probabil nu merită în cele din urmă costul”, a opinat dr. Ginley.
