موارد مهم
- مهندسان مکانیزمی ابداع کرده اند که در شب از پنل های خورشیدی برق تولید می کند.
- سیستم نور مادون قرمز خارج شده از پانل های خنک کننده را برای تولید مقدار کمی الکتریسیته می گیرد.
-
کارشناسان خیلی مشتاق نیستند زیرا سیستم خیلی کارآمد نیست.
پنل خورشیدی که می تواند حتی در شب برق تولید کند، به نظر خیلی خوب به نظر می رسد که درست باشد، و علیرغم شواهدی که بر خلاف آن وجود دارد، ممکن است درست باشد.
از پنل های خورشیدی آب ساز تا روش های جدید تمیز کردن، دانشمندان همیشه به دنبال راه هایی برای کارآمدتر و مفیدتر کردن پنل های خورشیدی هستند.اخیراً مهندسان دانشگاه استنفورد یک ژنراتور ترموالکتریک ابداع کرده‌اند که از نور مادون قرمزی که از سطح صفحات خورشیدی منعکس می‌شود برای تولید مقدار کمی الکتریسیته استفاده می‌کند و اساساً حتی در شب نیز از پانل‌ها برق تولید می‌کند. اما در حالی که علم صحیح است، این علم اقتصاد است که می تواند از جلب توجه جریان اصلی جلوگیری کند.
دکتر دیوید گینلی توضیح داد: "من می گویم که یکی از بزرگترین چالش ها برای [کاربردهای] ترموالکتریک، تبدیل گرمای با دمای پایین است، [زیرا در] دمای نزدیک اتاق، راندمان بسیار بسیار پایین است." دانشمند ارشد آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) در ایمیلی به Lifewire. "در این مورد، مشکل این است که محتوای انرژی کم است و انتظار تا شب به این معنی است که در هر صورت مقداری از [انرژی] را از طریق تشعشع از دست می دهید."
بگذار نور باشد
به رهبری Ph. D. محققان ژنراتور ترموالکتریک خود را به یک پنل خورشیدی معمولی مجهز کردند و از آن برای تولید مقدار کمی الکتریسیته از نور مادون قرمزی که در شب از سطح صفحات خورشیدی خارج می‌شود، استفاده کردند.
یک ژنراتور ترموالکتریک با بهره گیری از تفاوت جزئی دما بین هوای محیط و سطح یک صفحه خورشیدی وقتی مستقیماً به سمت آسمان صاف قرار می گیرد، مقدار کمی الکتریسیته تولید می کند.
خورشید مقدار عظیمی از انرژی را به زمین هدایت می کند، اما با جلوگیری از برخی از آن که توسط گازهای گلخانه ای به دام می افتند، این سیاره عملاً بسیاری از انرژی دریافتی خود را به شکل تشعشعات فروسرخ در یک فرآیند ارسال می کند. به عنوان خنک کننده تابشی شناخته می شود. این فرآیند در هند و ایران باستان برای انجماد آب و ایجاد یخ استفاده می‌شد و بهترین عملکرد را در شب‌های بدون ابر دارد، زیرا ابرها نور مادون قرمز را به سمت زمین منعکس می‌کنند.
Assawaworrarit و تیمش راهی جدید برای گرفتن انرژی در هنگام خروج از سیاره ابداع کرده اند. همانطور که پنل خورشیدی سرد می شود، فوتون های فراری گرما را حمل می کنند، که محققان آن را با ژنراتور ترموالکتریک خود می گیرند تا به الکتریسیته تبدیل کنند.
دانشمندان برای اولین بار در سال 2019 سعی کردند نور مادون قرمز را جذب کنند و اکنون محققان استنفورد موفق شده اند این فناوری را با پنل های خورشیدی معمولی ترکیب کنند تا آن را در دسترس و کارآمدتر کنند.
اثبات مفهوم
در یک شب صاف، دستگاه Assawaworrarit که روی پشت بام استانفورد آزمایش شد، تقریباً پنجاه میلی وات یا 0.05 وات برای هر متر مربع پنل خورشیدی تولید می کند. در مقابل، پنل های خورشیدی معمولاً می توانند حدود 150 وات بر متر مربع در طول روز تولید کنند. برای در نظر گرفتن اعداد، یک لامپ LED کوچک 18 وات برق می کشد.
پنجاه میلی‌وات عدد بزرگی نیست، اما محققان استدلال می‌کنند که وقتی این فناوری در مقیاس به کار می‌رود، اعداد جمع می‌شوند. کاربردهای زیادی وجود دارد که در آنها این نوع انرژی در شب، هرچند ناچیز، می تواند مفید باشد، به خصوص وقتی در نظر بگیرید که تعداد قابل توجهی از جمعیت جهان هنوز به برق شبانه روزی دسترسی ندارند.
و این تازه شروع کار است. Assawaworrarit به Interesting Engineering گفت که با کمی کار و در شرایط آب و هوایی مساعدتر، محققان می توانند مقدار برق تولید شده توسط دستگاه خود را دو برابر کنند و افزود که حد تئوری حدود یک یا دو وات بر متر مربع است.
محققان بر این باورند که این سیستم می تواند از منظر هزینه بسیار جذاب باشد اگر بتوانند آن را تا یک وات در متر مربع تولید کنند.
با این حال، هنوز راه هایی برای دستیابی به این نوع کارایی سیستم وجود دارد. همانطور که اکنون وجود دارد، دکتر گینلی تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد.
به نظر او، قبل از اینکه این فناوری در دنیای واقعی مورد استفاده قرار گیرد، کسی باید یک تحلیل انرژی خوب همراه با ارزیابی اولیه فناوری به بازار انجام دهد. علاوه بر این، او فکر می کند که هزینه ژنراتورهای ترموالکتریک در مقایسه با قابلیت اطمینان و کارایی آنها، آنها را برای استفاده با سلول های خورشیدی مناسب نیست.
دکتر گینلی معتقد است: «هزینه قدرت افزایشی [به‌دست‌آمده] در این مورد احتمالاً در نهایت ارزش این هزینه را ندارد.»
