Anti-Solarpanel können nachts Strom erzeugen, sagen Forscher

Eines der Probleme mit Sonnenkollektoren ist, dass sie nachts keinen Strom erzeugen. Deshalb müssen wir den Strom, den sie tagsüber erzeugen, speichern, um die Dinge abends mit Strom zu versorgen. Das funktioniert gut, aber was wäre, wenn wir Sonnenkollektoren entwickeln könnten, die nachts Strom erzeugen? Es ist möglich und die Art und Weise, wie es funktioniert, ist ziemlich überraschend.

Forscher der University of California, Davis, erklären in einem neuen Papier- das wurde gerade in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Photonics Wenn Sie ein Solarpanel erstellen möchten, das nachts Strom erzeugt, müssen Sie nur eines erstellen, das genau umgekehrt funktioniert wie Solarmodule tagsüber. Es wird als 'Anti-Solar-Panel' bezeichnet.

Sonnenkollektoren sind im Vergleich zur Sonne kalt, absorbieren also das Sonnenlicht und wandeln es in Energie um. Der Weltraum ist sehr kalt. Wenn Sie also ein vergleichsweise warmes Feld auf die Erde richten, strahlt es Wärme als unsichtbares Infrarotlicht aus. Auf diese Weise können Sie Strom erzeugen, indem Sie diesen Strom erfassen. Das Papier behauptet, ein solches Gerät könnte nachts etwa ein Viertel des Stroms erzeugen, den ein normales Solarpanel tagsüber erzeugt.



Jeremy Munday, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik an der UC Davis, Autor des Papiers, erzählt Invers Egal, ob es sich um ein Solarpanel oder ein Anti-Solarpanel handelt, diese Dinge sind im Wesentlichen nur „Wärmekraftmaschinen“.

'Sie haben Wärmeenergie, die von der Sonne zur Erde kommt, und diese normale Solarzelle nimmt diese Energie auf, wenn sie von der Sonne zur Erde übertragen wird. Im Grunde brauchen Sie also diese beiden unterschiedlichen Temperaturkörper und eine Möglichkeit, diese Energie umzuwandeln', sagte Munday sagt. „Was dieses nächtliche Gerät tut, ist eine ähnliche Sache - wo es nur einen heißen und einen kalten Körper nimmt -, aber jetzt ist der relativ heiße Körper die Erde und der Weltraum der kalte Körper. Während diese Wärme von der Erde in den Weltraum fließt, nimmt sie diese auf und wandelt sie in Energie um. '

Diese Art von Gerät verwendet eine sogenannte thermoradiative Zelle zur Stromerzeugung, im Gegensatz zu der Photovoltaikzelle, die von einem herkömmlichen Solarpanel verwendet wird. Wenn ein Solarpanel normalerweise aus Silizium besteht, das gut Licht einfängt, das weitgehend im sichtbaren Spektrum liegt, muss dieses Gerät aus etwas bestehen, das extrem langwelliges Licht einfangen kann. Munday untersucht derzeit Quecksilberlegierungen, die dafür gut wären.

Munday und sein Team arbeiten derzeit an der Entwicklung von Prototypen, um zu sehen, wie gut sie dieses Konzept umsetzen können.

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Andere Forscher untersuchen auch, wie Sonnenkollektoren oder 'Anti-Sonnenkollektoren' hergestellt werden können, die nachts Strom erzeugen. Forscher in Stanford veröffentlichten a Papier- in der Zeitschrift Jouele im November zeigt, wie ein thermoelektrischer Generator das Wärme in den Himmel strahlt, kann Strom erzeugen.

'Im Gegensatz zu herkömmlichen thermoelektrischen Generatoren koppelt unser Gerät die kalte Seite des thermoelektrischen Moduls mit einer zum Himmel gerichteten Oberfläche, die Wärme an die Kälte des Weltraums abgibt und deren warme Seite von der Umgebungsluft erwärmt wird, sodass nachts Strom erzeugt werden kann', so das Papier liest.

Unsere Batterien waren langsam besser werden seit Jahren, und so haben unsere Sonnenkollektoren Wir brauchen also nicht unbedingt Sonnenkollektoren, die nachts Strom erzeugen können, um unseren Energiebedarf zu decken. Wenn wir jedoch ein System entwickeln können, das 24 Stunden am Tag saubere Energie erzeugen kann, könnten wir möglicherweise mehr Energie produzieren als wir benötigen und sie für verschiedene Zwecke speichern, beispielsweise für Notfälle. Es ist besser, zu viel Energie zu haben, als zu kurz zu kommen.

Abstrakt: Die Photovoltaik besitzt aufgrund der Fülle der auf die Erde einfallenden Sonnenenergie ein erhebliches Potenzial. Sie können jedoch nur bei Tageslicht Strom erzeugen. Um nach Sonnenuntergang Strom zu erzeugen, betrachten wir ein alternatives Photovoltaikkonzept, bei dem die Erde als Wärmequelle und der Nachthimmel als Kühlkörper verwendet werden. Dies führt zu einer nächtlichen Photovoltaikzelle, die thermoradiative Photovoltaik und Konzepte aus dem Fortschritt verwendet Bereich der Strahlungskühlung. In dieser Perspektive diskutieren wir die Prinzipien der thermoradiativen Photovoltaik, die theoretischen Grenzen der Anwendung dieses Konzepts auf die Kopplung mit dem Weltraum, das Potenzial fortschrittlicher Strahlungskühlungstechniken zur Verbesserung ihrer Leistung sowie eine Diskussion der praktischen Grenzen, Skalierbarkeit und Integrierbarkeit von Dieses nächtliche Photovoltaik-Konzept.