Rovnako ako je v ľudskej snahe prejsť na obnoviteľnú energiu, je moderná technológia solárnych panelov taká užitočná, že také panely nemôžu vyrábať elektrinu v noci.
Nový výskum teraz naznačuje, že by bolo možné navrhnúť panely, ktoré môžu pracovať nepretržite.
Podľa optimálnych podmienok môžu tieto špeciálne navrhnuté fotovoltaické články za optimálnych nočných podmienok generovať až štvrtinu energie, ktorú generujú počas dňa.
Na dosiahnutie tohto cieľa sú potrebné prvky tepelného žiarenia – zariadenia, ktoré generujú energiu chladením žiarením, keď infračervené alebo tepelné žiarenie opúšťa prvok a produkuje malé množstvo energie v procese.
Tepelno-radiačné prvky sa už testujú v oblastiach ako je výroba a strojárstvo, kde sa používajú na premenu odpadového tepla, napríklad pri vysokých teplotách generovaných motormi.
V prípade solárneho panelu v noci je použitie týchto článkov spôsobom, ako tento proces využiť.
„Mysleli sme si, že ak zoberieme jedno z týchto zariadení, umiestnime ho na teplé miesto a nasmerujeme ho až k oblohe,“ hovorí elektrotechnik a počítačový vedec Jeremy Munday z Kalifornskej univerzity v Davise.
Aby sme tento efekt dosiahli pomocou infračerveného žiarenia, potrebujeme pre konvenčné solárne panely rôzne druhy materiálov, ktoré sa skôr zameriavajú na viditeľné svetlo.
Ďalším krokom je prísť na to, aká kombinácia materiálov a elektroniky môže vytvoriť efektívny panel, ktorý dokáže ako radiátor využívať nočnú oblohu a jej okolie.
“Typický solárny článok generuje energiu absorpciou slnečného žiarenia, ktoré spôsobuje, že sa na prístroji objaví napätie a prúd,” hovorí Munday. „V týchto nových zariadeniach vyžaruje svetlo a prúd a napätie idú opačným smerom, stále však generujete energiu.“
„Musíte použiť rôzne materiály, ale fyzika je rovnaká.“
Podľa výpočtov vedcov môžu solárne panely za ideálnych podmienok produkovať až 50 wattov elektriny na meter štvorcový.
Toto je myšlienka, ktorú skúmajú viaceré výskumné skupiny. Minulý rok sme videli experimentálny systém, ktorý vytvorili vedci na Stanfordskej univerzite a ktorý tiež využíval tepelnú nerovnováhu medzi nočnou oblohou a Zemou na výrobu elektriny z infračerveného žiarenia.
Existuje ešte dlhá cesta, ako túto technológiu správne rozšíriť a uplatniť v praxi, ale Mandei a jeho kolegovia v súčasnosti vyvíjajú prototypy, ale je to potenciálne relatívne lacný a lacný spôsob, ako udržať solárne panely v prevádzke 24 hodín denne.
„Hlboký vesmír ponúka zaujímavý nízkoteplotný chladič schopný dodávať energiu vo dne v noci prostredníctvom inteligentného využitia fotoniky, optiky a materiálových vied,“ uzatvárajú vedci vo svojom príspevku.
Štúdia bola publikovaná v ACS Photonics.
