Panele słoneczne, które mogą generować energię elektryczną w nocy? To jest możliwe!

Panele słoneczne są popularną formą pozyskiwania zielonej energii, ale nie są pozbawione ograniczeń. Najlepiej sprawdzają się w jasnym, bezpośrednim świetle słonecznym, więc pochmurne i deszczowe dni mogą ograniczać efektywność energetyczną. Jeśli chodzi o zmrok, panele słoneczne nie mogą działać bez bezpośredniego lub pośredniego światła słonecznego — przynajmniej na razie.

Naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) donieśli o dużym przełomie w wytwarzaniu tak zwanej „nocnej” energii słonecznej – procesu, który wcześniej istniał tylko w teorii.

Przełom polegał na tym, że zespół ze Szkoły Inżynierii Fotowoltaiki i Energii Odnawialnej UNSW wytworzył energię elektryczną z ciepła wypromieniowanego jako światło podczerwone, naśladując ten sam system, w którym planeta chłodzi się, emitując ciepło w kosmos nocą.Badaczom udało się przeprowadzić pomyślny test na urządzeniu zwanym diodą termoradiacyjną, która zamienia ciepło podczerwone w energię elektryczną. Zdaniem naukowców dioda termoradiacyjna jest podobna do technologii stosowanej w goglach noktowizyjnych.

„Pod koniec XVIII i na początku XIX wieku odkryto, że sprawność silników parowych zależała od różnicy temperatur w silniku, i tak narodziła się dziedzina termodynamiki” – powiedział Nicholas Ekins-Daukes, współpracownik naukowy Exciton Science i główny badacz.

„Te same zasady dotyczą energii słonecznej — słońce zapewnia źródło ciepła, a stosunkowo chłodny panel słoneczny na powierzchni Ziemi zapewnia pochłaniacz zimna. Pozwala to na produkcję energii elektrycznej. Kiedy jednak myślimy o emisji podczerwieni z Ziemi w przestrzeń kosmiczną, to wtedy Ziemia jest stosunkowo ciepłym ciałem, z ogromną pustką kosmosu, która jest wyjątkowo zimna. Zgodnie z tymi samymi zasadami termodynamiki możliwe jest generowanie elektryczności również z tej różnicy temperatur: emisja światła podczerwonego w przestrzeń kosmiczną”.

Na razie ilość energii wytworzonej w testach jest niewiarygodnie mała w porównaniu do mocy paneli słonecznych i wynosi około 0,001%. Ale daje nadzieję na rozwój paneli słonecznych, które mogą wytwarzać energię nawet w nocy. Zespół zamierza przeprowadzić więcej badań i nawiązać partnerstwa branżowe. „Zwykle myślimy o emisji światła jako o czymś, co zużywa energię, ale w średniej podczerwieni, gdzie wszyscy świecimy energią promieniowania, pokazaliśmy, że można wydobyć energię elektryczną” – powiedział Ekins-Daukes.

„Nie mamy jeszcze cudownego materiału, który sprawi, że dioda termoradiacyjna stanie się codzienną rzeczywistością, ale sprawdziliśmy zasadę i nie możemy się doczekać, jak bardzo możemy poprawić ten wynik w nadchodzących latach”.

To nie jedyni naukowcy, którzy chcą stworzyć panele słoneczne działające 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Rune Strandberg, badacz z Norwegii, jako pierwszy zbadał tę możliwość. Obecnie naukowcy ze Stanford University testują również alternatywne metody wykorzystania energii cieplnej w ciemności.

Bibliografia

1. Paige Bennett; “New Research Could Lead to Solar Panels That Work at Night”; ecowatch.com; 2022-05-19