Kakor je sodobna tehnologija sončnih kolektorjev koristna pri človekovem prizadevanju za prehod na obnovljivo energijo, takšni paneli ponoči ne morejo proizvajati električne energije.
Zdaj nove raziskave kažejo, da bi bilo mogoče oblikovati plošče, ki bi lahko delovale neprekinjeno.
Raziskave kažejo, da lahko v optimalnih pogojih ponoči te posebej zasnovane fotonapetostne celice proizvedejo do četrtino energije, ki jo ustvarijo podnevi.
Da bi to dosegli, so potrebni elementi s toplotnim sevanjem – naprave, ki proizvajajo energijo s sevalnim hlajenjem, ko infrardeče ali toplotno sevanje zapusti element in v procesu proizvede majhno količino energije.
Termo-sevalne elemente že preizkušajo na področjih, kot sta proizvodnja in strojništvo, kjer se uporabljajo za pretvorbo odpadne toplote, na primer pri visokih temperaturah, ki jih ustvarjajo motorji.
V primeru sončne celice ponoči je uporaba takšnih celic način, kako uporabiti ta postopek.
“Mislili smo, da če vzamemo eno od teh naprav, jo postavimo na toplo in jo usmerimo proti nebu,” pravi elektroinženir in računalnik Jeremy Munday z Kalifornijske univerze v Davisu.
Da bi ta učinek dosegli z uporabo infrardečega sevanja, potrebujemo različne vrste materialov za običajne sončne celice, ki se osredotočajo na vidno svetlobo.
Naslednji korak je ugotoviti, katera kombinacija materialov in elektronike lahko ustvari učinkovito ploščo, ki lahko nočno nebo in okolico uporabi kot radiator.
“Tipična sončna celica proizvaja energijo z absorpcijo sončne svetlobe, zaradi česar se na napravi pojavita napetost in tok,” pravi Munday. “V teh novih napravah se oddaja svetloba, tok in napetost greta v nasprotni smeri, vendar še vedno ustvarjate energijo.”
“Uporabiti moraš različne materiale, a fizika je enaka.”
Po izračunih raziskovalcev lahko sončni kolektorji v idealnih pogojih proizvedejo do 50 vatov električne energije na kvadratni meter.
To je ideja, ki jo raziskuje več raziskovalnih skupin. Lani smo na eksperimentalnem sistemu, ki so ga ustvarili znanstveniki na univerzi Stanford, uporabili tudi toplotno neravnovesje med nočnim nebom in Zemljo za proizvodnjo električne energije iz infrardečega sevanja.
Čeprav je dolga pot do ustrezne prilagoditve te tehnologije in njene uporabe v praksi, Mandei in njegovi kolegi trenutno razvijajo prototipe, vendar je potencialno razmeroma poceni in poceni način, da sončne celice delujejo 24 ur na dan.
“Globoki vesolje ponuja zanimiv, nizkotemperaturni hladilnik, ki lahko noč in dan zagotavlja energijo z inteligentno uporabo fotonike, optike in znanosti o materialih,” zaključujejo raziskovalci v svojem prispevku.
Študija je bila objavljena v ACS Photonics.
