Key takeaways
- Ingenjörer har utarbetat en mekanism för att generera el från solpaneler på natten.
- Systemet fångar det infraröda ljuset som strömmar ut från kylpanelerna för att generera en liten mängd elektricitet.
-
Experter är inte alltför entusiastiska eftersom systemet inte är särskilt effektivt.
En solpanel som kan generera elektricitet även på natten låter för bra för att vara sant, och det kan det bara vara, trots bevis på motsatsen.
Från vattenproducerande solpaneler till nya rengöringsmetoder, forskare letar alltid efter sätt att göra solpaneler mer effektiva och användbara. Nyligen utvecklade ingenjörer vid Stanford University en termoelektrisk generator som använder det infraröda ljuset som studsar från ytan på solpaneler för att generera en liten mängd elektricitet, vilket i huvudsak skapar elektricitet från panelerna även på natten. Men även om vetenskapen är sund, är det ekonomin som skulle kunna hindra detta från att få draghjälp i mainstream.
"Jag kommer att säga att en av de största utmaningarna för termoelektriska [tillämpningar] är att omvandla lågtemperaturvärme, [eftersom vid] nära rumstemperatur är effektiviteten mycket, mycket låg", förklarade Dr. David Ginley, Chefsforskare vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i ett e-postmeddelande till Lifewire. "I det här fallet är problemet att energiinnehållet är litet, och att vänta till natten betyder att du förlorar en del av [energin] genom strålning i alla fall."
Let There Be Light
Ledas av Ph. D. kandidat Sid Assawaworrarit, utrustade forskarna sin termoelektriska generator till en vanlig solpanel och använde apparaten för att generera en liten mängd elektricitet från det infraröda ljuset som strömmar ut från ytan på solpaneler på natten.
En termoelektrisk generator producerar en liten mängd elektricitet genom att dra fördel av den lilla skillnaden i temperatur mellan den omgivande luften och ytan på en solpanel när den pekar direkt mot en klar himmel.
Solen riktar en enorm mängd energi till jorden, men med undantag för en del av den som fångas av växthusgaserna, skickar planeten praktiskt taget ut mycket av den energi den tar emot i form av infraröd strålning, i en process känd som radiativ kylning. Processen användes i det antika Indien och Iran för att frysa vatten och skapa is och fungerar bäst på molnfria nätter, eftersom moln reflekterar infrarött ljus mot marken.
Assawaworrarit och hans team har utarbetat ett nytt sätt att fånga den energin när den lämnar planeten. När solpanelen svalnar bär de läckande fotonerna värme, som forskarna fångar upp med sin termoelektriska generator för att omvandla till elektricitet.
Forskare försökte först fånga infrarött ljus 2019, och nu har Stanford-forskarna lyckats kombinera denna teknik med vanliga solpaneler för att göra den mer tillgänglig och effektiv.
Proof of Concept
På en klar natt genererar enheten Assawaworrarit som testats på Stanford-taket ungefär femtio milliwatt, eller 0,05 watt, för varje kvadratmeter solpanel. Däremot kan solpaneler vanligtvis generera cirka 150 watt per kvadratmeter under dagen. För att sätta siffrorna i perspektiv drar en liten LED-lampa 18 watt el.
Femtio milliwatt är inte ett stort antal, men forskarna hävdar att siffrorna går ihop när tekniken tillämpas i stor skala. Det finns många applikationer där den här typen av energi på natten, hur liten den än är, kan komma till nytta, särskilt när man betänker att en betydande del av världens befolkning fortfarande inte har tillgång till elektricitet dygnet runt.
Och det här är bara början. Assawaworrarit sa till Interesting Engineering att med lite arbete och under mer gynnsamma väderförhållanden kunde forskarna fördubbla mängden el som genereras av deras enhet, och tillade att den teoretiska gränsen är ungefär en eller två watt per kvadratmeter.
Forskarna tror att systemet kan vara mycket attraktivt ur ett kostnadsperspektiv om de kan få det att generera upp till en watt per kvadratmeter.
Det finns dock fortfarande några vägar att gå för att systemet ska uppnå den typen av effektivitet. Som det ser ut nu förblir Dr. Ginley inte imponerad.
Enligt hans åsikt, innan tekniken kan användas i den verkliga världen, måste någon göra en bra energisk analys kombinerad med en första bedömning av tekniken till marknaden. Dessutom tror han att kostnaden för termoelektriska generatorer, jämfört med deras tillförlitlighet och effektivitet, gör dem till en dålig match för användning med solceller.
"Kostnaden för den inkrementella kraften som [vinns] i det här fallet är förmodligen inte i slutändan värd kostnaden", menade Dr. Ginley.
