Czy panele fotowoltaiczne w ciągu nocy są bezużyteczne? Okazuje się, że nie muszą być. Naukowcy zwracają uwagę na ciepło, które można wykorzystać do produkcji energii. Nad rozwiązaniami pracują specjaliści m.in. w Stanach Zjednoczonych i Australii.
Jak działa fotowoltaika?
Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku najważniejszych elementów. Pierwszym z nich są ogniwa fotowoltaiczne, które łączy się w moduły. Dzięki temu możliwe jest generowanie większej ilości energii. Zbudowane są z materiału półprzewodnikowego – najczęściej krzemu. Ogniwa są miejscem, gdzie zachodzi zjawisko fotowoltaiczne. Panel fotowoltaiczny tworzy kilka modułów zasilających falownik.
Prąd wytworzony w modułach trafia do falownika, który przekształca energię w prąd zmienny. Falownik sprawia, że prąd posiada parametry pozwalające na bezpieczne użytkowanie w domu. Na bieżąco kontroluje i dopasowuje parametry do wymagań domowej sieci. Zapewnia również bezpieczeństwo, ponieważ wyłącza się w przypadku awarii lub uszkodzenia.
Energia z ciepła
Naukowcy przekonują, że panele fotowoltaiczne mogą produkować energię również w nocy. Okazuje się, że źródłem energii może być nie tylko światło, ale również ciepło emitowane do atmosfery przez nagrzaną ziemię.
Specjaliści z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii opracowali urządzenie zmieniające promieniowanie podczerwone w energię elektryczną. Technologia przypomina rozwiązania wykorzystywane np. w goglach noktowizyjnych, bazuje na diodach termoradiacyjnych. Naukowcy podkreślają, że w obszarze energii słonecznej zastosowanie mają prawa termodynamiki.
Podczas badań udało się wytworzyć niewiele energii – około 0,001% mocy ogniwa. Testy i analizy udowodniły jednak, że produkcja energii z ciepła jest możliwa. Nicholas Ekins-Daukes, lider zespołu badawczego na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii podkreśla, że wciąż poszukiwany jest materiał, który pozwoli na upowszechnienie technologii z wykorzystaniem diody termoradiacyjnej.
Panele działające w nocy?
Badania prowadzone na Uniwersytecie Stanforda wykazały, że panele fotowoltaiczne mogą produkować energię w ciągu nocy. Zjawisko nazywane chłodzeniem radiacyjnym polega na oddawaniu ciepła przez nagrzaną ziemię w postaci promieniowania podczerwonego. Fale emitowane są w kierunku nieba.
Naukowcy przedstawili alternatywny sposób produkcji energii elektrycznej wykorzystując opisywany efekt. Generator termoelektryczny tworzy prąd poprzez wykorzystanie różnicy temperatur. Część ciepła, które przebywa drogę od panela do otoczenia, można zamienić w energię. Rozwiązanie sprawdza się głównie w nocy, kiedy niebo jest bezchmurne, a ciepło bez przeszkód pokonuje drogę w kierunku nieba. Naukowcy zwracają uwagę, że chociaż obecnie generator wytwarza ok. 50 miliwatów energii na metr kwadratowy to dopiero początek. Nowe odkrycia pokazują, że możliwe jest zwiększenie wydajności paneli oraz ograniczenie produkcji akumulatorów czy baterii grawitacyjnych.
Część naukowców podchodzi do nowych odkryć z rezerwą. Podkreślają, że za wcześnie, żeby mówić o możliwościach powszechnego wykorzystania rozwiązań.
