Chociaż nowoczesna technologia paneli słonecznych jest przydatna w dążeniu człowieka do przejścia na energię odnawialną, takie panele nie mogą wytwarzać energii elektrycznej w nocy.
Teraz nowe badania sugerują, że możliwe jest zaprojektowanie paneli, które będą działać przez całą dobę.
Badania pokazują, że w optymalnych warunkach nocnych te specjalnie zaprojektowane ogniwa fotowoltaiczne mogą generować do jednej czwartej energii, którą wytwarzają w ciągu dnia.
Aby to osiągnąć, potrzebne są elementy promieniowania cieplnego - urządzenia, które wytwarzają energię poprzez chłodzenie radiacyjne, gdy promieniowanie podczerwone lub cieplne opuszcza element i wytwarza w procesie niewielką ilość energii.
Elementy promieniowania termicznego są już testowane w takich dziedzinach, jak produkcja i inżynieria mechaniczna, gdzie są wykorzystywane do konwersji ciepła odpadowego, na przykład wysokich temperatur generowanych przez silniki.
W przypadku paneli słonecznych w nocy użycie takich ogniw jest sposobem na wykorzystanie tego procesu.
Aby osiągnąć ten efekt za pomocą promieniowania podczerwonego, potrzebujemy różnych rodzajów materiałów do konwencjonalnych paneli słonecznych, które mają tendencję do skupiania się na świetle widzialnym.
Film promocyjny:
Następnym krokiem jest ustalenie, jakie połączenie materiałów i elektroniki może stworzyć skuteczny panel, który może wykorzystać nocne niebo i jego otoczenie jako grzejnik.
Według obliczeń naukowców panele słoneczne mogą wytwarzać do 50 watów energii elektrycznej na metr kwadratowy w idealnych warunkach.
Jest to idea, nad którą pracuje kilka grup badawczych. W zeszłym roku widzieliśmy system eksperymentalny stworzony przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda, który również wykorzystywał nierównowagę termiczną między nocnym niebem a Ziemią do generowania energii elektrycznej z promieniowania podczerwonego.
Chociaż jest jeszcze długa droga do odpowiedniego skalowania tej technologii i zastosowania jej w praktyce, Mandei i jego koledzy opracowują obecnie prototypy, ale jest to potencjalnie stosunkowo tani i niedrogi sposób na utrzymanie paneli słonecznych działających 24 godziny na dobę.
Badanie zostało opublikowane w ACS Photonics.