Технологията „Нощно слънчево“ вече може да осигури електричество в тъмното

Изследователите от UNSW са направили голям пробив в технологията за възобновяема енергия чрез генериране на електроенергия от така наречената „нощна“ слънчева енергия.

Екипът от Училището по фотоволтаична и възобновяема енергия генерира електричество от топлина, излъчвана като инфрачервена светлина, подобно на това как Земята се охлажда чрез излъчване в космоса през нощта.

Полупроводниково устройство, наречено терморадиативен диод, направено от материали, открити в очилата за нощно виждане, е използвано за генериране на енергия от излъчването на инфрачервена светлина.

Резултатите от изследването току-що бяха публикувани в ACS Photonics.

Въпреки че количеството енергия, генерирано на този етап, е много малко – около 100 000 пъти по-малко от това, осигурено от слънчев панел – изследователите смятат, че резултатът може да бъде подобрен в бъдеще.

„Направихме недвусмислена демонстрация на електрическата енергия на терморадиационен диод“, каза ръководителят на екипа доцент Нед Екинс-Даукс.

„С помощта на термокамери можете да видите количеството радиация през нощта, но само в инфрачервените, а не във видимите дължини на вълната. Това, което направихме, е да изработим устройство, способно да генерира електрическа енергия от излъчването на инфрачервена топлинна радиация.

Енергиен поток

Асистент Екинс-Даукс казва, че процесът все още използва слънчевата енергия, която удря Земята през деня като слънчева светлина и затопля планетата.

През нощта същата тази енергия се излъчва в огромния студен вакуум на космоса като инфрачервена светлина с терморадиационния диод, който сега е доказано способен да генерира електричество, като се възползва от този процес.

Термална камера подчертава количеството топлина, излъчвано от пристанището в Сидни и околностите му в атмосферата през нощта. Предоставена снимка.

„Винаги, когато има поток от енергия, можем да го преобразуваме между различни форми“, каза той. „Фотоволтаиците, директното превръщане на слънчевата светлина в електричество, е изкуствен процес, който човекът е разработил за преобразуване на слънчевата енергия в електричество. В този смисъл терморадиационният процес е подобен; ние пренасочваме енергията, протичаща в инфрачервеното лъчение от гореща Земя към студената вселена,” добави д-р Фийби Пиърс, един от съавторите на статията.

„По същия начин, по който слънчевата клетка може да генерира електричество чрез абсорбиране на слънчева светлина, излъчвана от много горещо слънце, терморадиативният диод генерира електричество чрез излъчване на инфрачервена светлина в по-студена среда. И в двата случая температурната разлика е тази, която ни позволява да произвеждаме електричество.

Пробивът на екипа на UNSW е вълнуващо потвърждение на предишния теоретичен процес и е първата стъпка в изграждането на специализирани и много по-ефективни устройства, които един ден биха могли да улавят енергия в много по-голям мащаб.

учител. Екинс-Даукс оприличава новото изследване с работата на инженерите на Bell Labs, които демонстрираха първата практична силициева слънчева клетка през 1954 г.

Тази първа силициева слънчева клетка беше само с около 2% ефективност, но съвременните клетки вече са в състояние да преобразуват около 23% от слънчевата светлина в електричество.

И д-р Майкъл Нилсен, съавтор на статията, каза: „Въпреки че комерсиализацията на тези технологии все още е далеч от завършена, да бъдеш в самото начало на развиваща се идея е толкова вълнуващо място за търсещия.

„Като използваме нашите познания за проектиране и оптимизиране на слънчеви клетки и заемаме материали от съществуващата общност на фотодетекторите със средно инфрачервени лъчи, ние се надяваме на бърз напредък към реализирането на мечтата за слънчева енергия през нощта.

Изследователският екип вярва, че новата технология може да има редица приложения в бъдеще, като помага за генериране на електроенергия по начини, които в момента не са възможни.

Сила на телесната топлина

Едно може да захранва бионични устройства, като изкуствени сърца, които в момента работят с батерии, които трябва да се сменят редовно.

учител. Екинс-Даукс каза: „По принцип е възможно да генерираме енергия по начина, който демонстрирахме само от телесната топлина – която можете да видите как свети, ако погледнете през термокамера.

„В крайна сметка тази технология може потенциално да събере тази енергия и да премахне нуждата от батерии в някои устройства – или да помогне за презареждането им. Това не е нещо, при което конвенционалната слънчева енергия непременно би била жизнеспособна опция.

Новите открития от UNSW се основават на предишната работа на групата, където съавторът Андреас Пуш разработи математически модел, който помогна за насочването на техните експерименти в лабораторията.

Изследователският екип сега се надява, че лидерите в индустрията ще разпознаят потенциала на новата технология и ще подкрепят по-нататъшното й развитие.

Терморадиационен диод

Екип от UNSW показа, че полупроводниково устройство, наречено терморадиативен диод, е в състояние да генерира енергия от излъчването на инфрачервена светлина. Предоставена снимка

„В момента демонстрацията, която имаме с терморадиативния диод, е с относително много ниска мощност. Едно от предизвикателствата всъщност беше откриването му. Но теорията казва, че е възможно тази технология в крайна сметка да произведе около 1/10 от мощността на слънчева клетка“, A/Prof. — каза Екинс-Даукс.

„Мисля, че за да бъде това технология, променяща играта, не трябва да подценяваме необходимостта индустриите да се намесят и наистина да я стимулират. Бих казал, че тук има още около десет години академични изследвания. И тогава индустрията трябва да се погрижи за това.

„Ако индустрията може да види, че това е ценна технология за тях, тогава напредъкът може да бъде изключително бърз.

„Чудото на слънчевата енергия днес се дължи на световноизвестни изследователи като професор по Scientia Мартин Грийн от UNSW, но също и на индустриалци, които са събрали големи суми пари за развитие на производството“.

Add Comment