Bármilyen hasznos is a modern napelemes technológia az emberi törekvésben a megújuló energiára való áttérésre, az ilyen panelek nem tudnak éjszaka áramot termelni.
Új kutatások szerint lehetséges lehet olyan panelek tervezése, amelyek éjjel-nappal működhetnek.
Éjszakai optimális körülmények között ezek a speciálisan tervezett fotovoltaikus cellák a nap folyamán generált energia akár negyedét is képesek előállítani – derül ki a kutatásból.
Ennek eléréséhez hősugárzási elemekre van szükség – olyan eszközökre, amelyek sugárhűtés útján energiát termelnek, amikor az infravörös vagy hősugárzás elhagyja az elemet, és a folyamat során kis mennyiségű energiát termel.
A hősugárzási elemeket már tesztelik olyan területeken, mint a gyártás és a gépgyártás, ahol a hulladékhő átalakítására használják őket, például a motorok magas hőmérsékletén.
Éjszakai napelem esetén az ilyen cellák használata a módszer felhasználásának módja.
“Arra gondoltunk, hogy ha veszünk egy ilyen eszközt, meleg helyre tesszük, és az ég felé mutatunk” – mondja Jeremy Munday villamosmérnök és informatikus, a kaliforniai Davis-i Egyetem munkatársa.
Ennek az infravörös sugárzásnak az eléréséhez különböző típusú anyagokra van szükségünk a hagyományos napelemekhez, amelyek általában a látható fényre összpontosítanak.
A következő lépés annak kiderítése, hogy az anyagok és az elektronika milyen kombinációjával lehet hatékony panelt létrehozni, amely radiátorként tudja használni az éjszakai égboltot és környékét.
“Egy tipikus napelem a napfény elnyelésével termel energiát, ami feszültséget és áramot jelenít meg a készüléken” – mondja Munday. “Ezekben az új készülékekben fény bocsát ki, és az áram és a feszültség ellentétes irányba megy, de akkor is energiát termel.”
“Különböző anyagokat kell használnia, de a fizika ugyanaz.”
A kutatók számításai szerint a napelemek négyzetméterenként ideálisan 50 watt villamos energiát termelhetnek ideális körülmények között.
Ez egy olyan ötlet, amelyet több kutatócsoport kutat. Tavaly láttunk egy kísérleti rendszert, amelyet a Stanford Egyetem tudósai készítettek, és amely az éjszakai égbolt és a Föld közötti termikus egyensúlyhiányt is kiaknázta, hogy infravörös sugárzásból áramot termeljen.
Habár hosszú út áll rendelkezésre ennek a technológiának a megfelelő méretezéséhez és a gyakorlatban történő alkalmazásához, Mandei és munkatársai jelenleg prototípusokat fejlesztenek, de ez potenciálisan viszonylag olcsó és olcsó módszer a napelemek üzemképes fenntartására a nap 24 órájában.
“A mély tér egy érdekes, alacsony hőmérsékletű hűtőbordát kínál, amely éjszaka és nappal energiát tud biztosítani a fotonika, az optika és az anyagtudomány intelligens használatával” – fejezik be a kutatók tanulmányukban.
A tanulmány az ACS Photonics folyóiratban jelent meg.
