Солнечные батареи: фотоэлектрическая батарея, которая работает ночью

Что, если солнечные батареи работают ночью? Это не шутка, по словам Джереми Мандея, профессора кафедры электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Дэвисе. Фактически, специально разработанная фотоэлектрическая батарея может генерировать до 50 Вт на квадратный метр в идеальных условиях ночью, что составляет около четверти того, что обычная солнечная панель может генерировать в дневное время, согласно концептуальному документу Munday и аспиранта Тристана. Deppe. Статья была опубликована и опубликована на обложке журнала ACS Photonics за январь 2020 года.

Munday, недавно присоединившийся к UC Davis из Университета Мэриленда, разрабатывает прототипы этих ночных солнечных элементов, которые могут генерировать небольшое количество энергии. Исследователи надеются улучшить выходную мощность и эффективность устройств.

Munday сказал, что процесс похож на работу обычного солнечного элемента, но в обратном порядке. Горячий по сравнению с окружающей средой объект будет излучать тепло в виде инфракрасного излучения. Обычный солнечный элемент прохладнее по сравнению с солнцем, поэтому он поглощает свет.

Пространство действительно очень холодное, поэтому, если у вас есть теплый объект и он направлен на небо, он будет излучать тепло к нему. Люди используют это явление для ночного охлаждения в течение сотен лет. В последние пять лет, по словам Мандея, был большой интерес к устройствам, которые могут делать это в дневное время (отфильтровывая солнечный свет или направляя его в сторону от солнца).

Генерация энергии путем излучения тепла

Есть еще один вид устройств, называемый терморадиационной ячейкой, которая генерирует энергию, излучая тепло в окружающую среду. Исследователи исследовали использование их для улавливания отработанного тепла от двигателей.

«Мы думали, что если мы возьмем одно из этих устройств и поместим его в теплое место и направим его на небо», — сказал Мандей.

Эта терморадиационная ячейка, направленная на ночное небо, будет излучать инфракрасный свет, потому что она теплее, чем космос.

«Обычный солнечный элемент генерирует энергию путем поглощения солнечного света, что вызывает появление напряжения на устройстве и протекание тока. В этих новых устройствах вместо этого излучается свет, а ток и напряжение идут в противоположном направлении, но вы все равно генерируете сила «, сказал Munday. «Вы должны использовать разные материалы, но физика та же».

Устройство будет работать и днем, если вы предпримете меры, чтобы либо заблокировать прямой солнечный свет, либо направить его в сторону от солнца. Поскольку этот новый тип солнечных элементов потенциально может работать круглосуточно, это интересная возможность сбалансировать энергосистему в течение цикла день-ночь.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Калифорнии — Дэвис . Оригинал написан Энди Феллом. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Тристан Деппе, Джереми Н. Мандей. Ночные фотоэлектрические элементы: выработка электроэнергии путем оптического соединения с глубоким космосом . ACS Photonics , 2019; 7 (1): 1 DOI: 10.1021 / acsphotonics.9b00679