Koliko god je moderna tehnologija solarnih panela korisna u ljudskoj potrazi za prelaskom na obnovljivu energiju, takvi paneli ne mogu proizvoditi električnu energiju noću.
Sada, novo istraživanje sugerira da bi moglo biti moguće dizajnirati panele koji mogu raditi danonoćno.
Prema istraživanjima, u optimalnim uvjetima noću, ove posebno dizajnirane fotonaponske ćelije mogu generirati do četvrtine energije koju generiraju tokom dana.
Da bi se to postiglo, potrebni su elementi toplotnog zračenja – uređaji koji generiraju energiju hlađenjem zračenjem kada infracrveno ili toplotno zračenje napusti element i u tom procesu proizvede malu količinu energije.
Elementi termo-zračenja već se ispituju u područjima kao što su proizvodnja i mašinstvo, gdje se koriste za pretvaranje otpadne toplote, poput visokih temperatura koje generišu motori.
U slučaju solarne ploče noću, korištenje takvih ćelija je način da se koristi ovaj proces.
“Mislili smo da ako uzmemo jedan od ovih uređaja, stavimo ga na toplo mjesto i usmjerimo prema nebu”, kaže elektroinženjer i informatičar Jeremy Munday s Kalifornijskog univerziteta u Davisu.
Da bismo postigli ovaj efekat pomoću infracrvenog zračenja, potrebne su nam različite vrste materijala za konvencionalne solarne panele koji se fokusiraju na vidljivu svjetlost.
Sljedeći korak je shvatiti koja kombinacija materijala i elektronike može stvoriti efikasnu ploču koja može koristiti noćno nebo i okolinu kao radijator.
“Tipična solarna ćelija generira energiju upijajući sunčevu svjetlost, zbog čega se na uređaju pojavljuju napon i struja”, kaže Munday. “U ovim se novim uređajima emituje svjetlost, a struja i napon idu u suprotnom smjeru, ali vi i dalje generirate energiju.”
“Morate koristiti različite materijale, ali fizika je ista.”
Prema proračunima istraživača, solarni paneli mogu proizvesti do 50 vati električne energije po kvadratnom metru u idealnim uvjetima.
Ovo je ideja koju istražuje nekoliko istraživačkih grupa. Prošle godine smo vidjeli eksperimentalni sistem koji su stvorili naučnici sa Univerziteta Stanford koji je takođe iskoristio toplotnu neravnotežu između noćnog neba i Zemlje za proizvodnju električne energije iz infracrvenog zračenja.
Iako je dug put za pravilno prilagođavanje ove tehnologije i njezinu primjenu u praksi, Mandei i njegove kolege trenutno razvijaju prototipove, ali to je potencijalno relativno jeftin i jeftin način da solarni paneli rade 24 sata dnevno.
“Duboki svemir nudi intrigantan hladnjak na niskim temperaturama sposoban da danonoćno pruža energiju inteligentnom upotrebom fotonike, optike i nauke o materijalima”, zaključuju istraživači u svom radu.
Studija je objavljena u ACS Photonics.
