Fotonaponska ćelija koju su dizajnirali profesor Jeremy Munday i njegov tim u idealnim noćnim uvjetima može generirati do 50 vata energije po četvornom metru, što je otprilike četvrtina energije koju konvencionalni solarni paneli mogu proizvesti danju.
Posebno dizajnirani paneli koji generiraju energiju nakon zalaska sunca mogli bi pomoći u rješavanju trenutnih problema sa solarnom energijom. Razvio ih je 2020. istraživački tim s kalifornijskog sveučilišta Davis (University of California Davis) pod vodstvom profesora Jeremyja Mundayja koji ih je nazvao anti-solarne ćelije. Prototip koji su razvili mogao je generirati male količine energije, ali istraživači vjeruju da se izlazna snaga i učinkovitost uređaja mogu poboljšati. Tekst o tom istraživanju objavljen je u izdanju časopisa ACS Photonics iz siječnja 2020.
Noćne solarne ćelije u osnovi rade na isti način kao “normalne” solarne ćelije, ali je proces obrnut, objasnio je Munday. “Konvencionalna fotonaponska ćelija hladna je u odnosu na sunce pa upija svjetlost, što uzrokuje pojavu napona na uređaju i protok struje. Objekt koji je vruć u odnosu na okolinu zrači toplinu kao infracrveno svjetlo, a struja i napon idu u suprotnom smjeru, dakle vi i dalje proizvodite energiju. Morate koristiti različite materijale, ali fizika je ista.”
Svemir je doista vrlo hladan pa ako imate topli predmet i usmjerite ga u nebo, on će isijavati toplinu. Svake noći toplina izlazi iz Zemlje u obliku infracrvenog zračenja kako bi temperatura planeta ostala stabilna. Ljudi koriste ovu pojavu za noćno hlađenje stotinama godina: na primjer, kada otvorite prozore i vrata nakon vrućeg dana da rashladite kuću. U suštini, ovaj oblik pasivnog hlađenja koristi noćno nebo kao masivni hladnjak, odvlačeći toplinu od zemlje kada padne mrak.
Nedavno istraživanje provedeno na Sveučilištu Stanford potvrdilo je da takvi noćni solarni paneli proizvode dovoljno energije za punjenje mobilnog telefona. Istraživački tim dodao je na jedan od solarnih panela termoelektrični generator – uređaj koji proizvodi struju iz temperaturnih razlika, koristeći toplinu ili infracrveno svjetlo koje u vedrim noćima zrači s površine solarne ploče u svemir. “Pokazalo se da je solarna ploča vrlo učinkovit toplinski radijator”, rekao je voditelj istraživanja Shanhui Fan.
Fotonaponska ćelija koju su prema tom konceptu dizajnirali Munday i njegov tim u idealnim noćnim uvjetima može generirati do 50 vata energije po četvornom metru, što je otprilike četvrtina energije koju konvencionalni solarni paneli mogu proizvesti danju.
Budući da bi ova nova vrsta solarnih ćelija potencijalno mogla raditi 24 sata dnevno, to je intrigantna opcija za balansiranje električne mreže tijekom ciklusa dan-noć. Naime, tradicionalno solarne ploče, odnosno fotonaponske ćelije, pate od utjecaja promjenjivih godišnjih doba i činjenice da ne rade noću. Oblačno vrijeme i kratak dan priječe ljude širom svijeta da koriste obnovljive izvore energije tijekom cijele godine i tijekom cijelog dana. Noćne solarne ploče mogle bi osigurati energiju 24 sata dnevno na mjestima s promjenjivim vremenskim uvjetima i slabom razinom osvjetljenja.
Znanstvenici sa Stanforda dokazali su da tehnologija proizvodnje električne energije na temelju razlike u temperaturama funkcionira, ali malo je vjerojatno da će uskoro zamijeniti postojeću energetsku infrastrukturu. Noćne solarne ćelije mogle bi biti korisne na lokacijama izvan mreže za određene zadatke male snage. No, Fan i njegov tim tvrde da se performanse sustava mogu poboljšati kako bi se proizvelo više energije, ali to je dug put koji tek čeka znanstvenike.
tockanai.hr
