Elektrownia słoneczna w Chinach

Elektrownie słoneczne będą produkować energię w nocy? Przełomowa technologia

Najnowsze badania potwierdzają, że ziemskie promieniowanie cieplne w zakresie podczerwieni może być wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej nawet po zachodzie Słońca. Czy to oznacza, że elektrownie słoneczne wkrótce będą produkować energię całą dobę?

Naukowcy z UNSW dokonali wielkiego przełomu w technologii energii odnawialnej, produkując energię elektryczną z ciepła wypromieniowanego w podczerwieni – w taki sam sposób, w jaki Ziemia chłodzi się wypromieniowując w nocy promieniowanie w przestrzeń kosmiczną. Do tego procesu wykorzystano urządzenie półprzewodnikowe zwane diodą termoradiatorową, zbudowane z materiałów, które można znaleźć w goglach noktowizyjnych. Szczegóły opisano w czasopiśmie ACS Photonics.

Czytaj też: Energia słoneczna w niskiej cenie jest w zasięgu ręki. Pomóc mają nowe modyfikacje

Chociaż ilość wytworzonej energii na tym etapie jest bardzo mała – ok. 100 000 razy mniejsza niż ta produkowana przez ogniwo fotowoltaiczne – wynik ten w przyszłości będzie dało się poprawić.

Udało nam się jednoznacznie zademonstrować wytwarzanie energii elektrycznej przez diodę termoradiatorową. Używając kamer termowizyjnych można zobaczyć, jak duże jest promieniowanie w nocy, ale tylko w podczerwieni, a nie w zakresie fal widzialnych. Udało nam się stworzyć urządzenie, które może generować energię elektryczną z emisji podczerwonego promieniowania cieplnego.prof. Ned Ekins-Daukes z UNSW

Nocna energia słoneczna

Proces bazuje na wykorzystaniu energii słonecznej, która w ciągu dnia dociera do Ziemi w postaci światła słonecznego i ogrzewa ją. W nocy ta sama energia jest emitowana z powrotem w zimną pustkę kosmosu w postaci promieniowania podczerwonego, a dioda termoradiacyjna może przechwytywać je i wytwarzać energię elektryczną.

Fotowoltaika, czyli bezpośrednia konwersja światła słonecznego w energię elektryczną, jest sztucznym procesem, który ludzie opracowali w celu przekształcenia energii słonecznej w elektryczną. W tym sensie proces termoradiacji jest podobny; przekierowujemy energię płynącą w podczerwieni z ciepłej Ziemi do zimnego Wszechświata. W ten sam sposób, w jaki ogniwo słoneczne może wytwarzać energię elektryczną poprzez absorpcję światła słonecznego emitowanego przez bardzo gorące słońce, dioda termoradiatorowa wytwarza energię elektryczną poprzez emisję światła podczerwonego do zimniejszego otoczenia. W obu przypadkach różnica temperatur jest tym, co pozwala nam wytwarzać energię elektryczną.dr Phoebe Pearce z UNSW
Dioda termoradiatorowa z UNSW

Nowa technologia może mieć szereg zastosowań w przyszłości, pomagając w produkcji energii elektrycznej w sposób, który obecnie nie jest możliwy. Jednym z nich może być zasilanie urządzeń bionicznych, takich jak sztuczne serca, które obecnie działają na baterie wymagające regularnej wymiany.

Zasadniczo możliwe jest wytwarzanie energii w sposób, który zademonstrowaliśmy, tylko z ciepła ciała – które można zobaczyć świecące, jeśli spojrzy się przez kamerę termowizyjną. W przyszłości technologia ta mogłaby potencjalnie zbierać tę energię i eliminować potrzebę stosowania baterii w niektórych urządzeniach lub pomagać w ich ładowaniu. To nie jest coś, gdzie konwencjonalna energia słoneczna byłaby opłacalną opcją.prof. Ned Ekins-Daukes z UNSW