Антисонячна панель - пристрій, який виробляє електроенергію з темряви

Фото Aaswath Raman

Існують різні види сонячних панелей. Найчастіше використовується тип, який виробляє електроенергію від Сонця за допомогою фізичного процесу, який називається фотовольтаїчним (PV) ефектом - коли вплив світла на певні матеріали генерує електричний струм. Інший тип виробляє електроенергію з тепла через теплові процеси - коли Сонце спекотніше, а Земля прохолодніше, і різниця в температурі може бути перетворена в корисну енергію.

Цей другий тип сонячної панелі надихнув групу дослідників із Стенфордського університету в Пало-Альто, штат Каліфорнія, на розробку нової системи, яка може використовувати енергію в темряві. Він базується на концепції використання тепла для виробництва енергії, але зворотна версія сонячної панелі. Хоча сонячна панель використовує різницю тепла між Сонцем і Землею, причому Земля є холоднішою стороною - їх система використовує різницю тепла між прохолодою нічної атмосфери і Землею, а Земля є більш гарячою стороною. Дослідження було опубліковане в науковому журналі Joule.

Автор дослідження Шанхуей Фан, професор електротехніки Стенфорда, сказав Gizmodo:

Кількість потужності, що надходить від Сонця, має бути приблизно рівною кількості, що виходить із Землі у вигляді теплового випромінювання, щоб підтримувати Землю приблизно на постійній температурі. Кількість енергії, доступної для збору врожаю, дуже велика.

Дехто називається "антисонячною панеллю", і пристрій може заповнити щілину, залишену сонячною енергією, збираючи енергію з нічного неба. Пристрій на основі термоелектричного генератора використовує різницю температур між Землею і космічним простором, використовуючи "пасивний механізм охолодження, відомий як радіаційне охолодження неба, щоб підтримувати холодну сторону термоелектричного генератора на кілька градусів нижче навколишнього".

Дослідники пишуть:

Ми використовуємо пасивний механізм охолодження, відомий як радіаційне охолодження неба, щоб підтримувати холодну сторону термоелектричного генератора на кілька градусів нижче навколишнього середовища. Навколишнє повітря нагріває теплу сторону термоелектричного генератора, при цьому різниця температур, що випливає, перетворюється на корисну електроенергію. Ми виділяємо шляхи підвищення продуктивності від продемонстрованих 25 мВт/м2 до 0,5 Вт/м2. Нарешті, ми демонструємо, що навіть маючи тут недорогу демонстрацію впровадження, виробляється достатня потужність, щоб засвітити світлодіод: генерування світла з темряви.

Дослідники протестували свою систему лише на дуже маленькому прототипі. Пристрій являв собою 20-сантиметровий (8-дюймовий) алюмінієвий диск, пофарбований у чорний колір і підключений до комерційних термоелектричних генераторів. Він успішно створив достатньо енергії для живлення однієї маленької світлодіодної лампочки - невеликий успіх з незмірно великим потенціалом. Можливо навіть, що пристрій вдень може діяти в зворотному напрямку, поглинаючи сонячне світло і виробляючи електрику від тепла, що надходить від сонця на диск і в зовнішнє середовище.

Більша версія цього нічного генератора може колись освітлювати кімнати, заряджати телефони або живити іншу електроніку у віддалених або малоресурсних районах, де вночі не вистачає електроенергії, коли сонячні батареї не працюють.

На даний момент цей пристрій не наближається до енергозберігаючих можливостей сонячної панелі, але технологія все ще знаходиться на стадії досліджень та розробок. Дослідники вже запланували вдосконалення, включаючи посилену ізоляцію навколо верхньої пластини, яка потенційно може збільшити виробництво енергії пристрою до 0,5 Вт на квадратний метр або більше, і це лише початок.

Як тільки вони зможуть вдосконалити систему, щоб виробляти десь майже таку ж кількість енергії, як звичайна сонячна панель, це може повністю перетворити сектор відновлюваної енергії. Це дешевше у виготовленні та може забезпечити спосіб виробництва електроенергії в той час, коли сонячні панелі не можуть.