2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Содержание

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию «антисолнечных» панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения). Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, «антисолнечные» панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения. Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать. В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию. В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию «антисолнечных» панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения). Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, «антисолнечные» панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения. Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Читать еще:  Blacksad: Under the Skin — антропоморфный нуар

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать. В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию. В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию «антисолнечных» панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения). Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, «антисолнечные» панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения. Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать. В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию. В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

«Антисолнечная батарея» вырабатывает электричество по ночам

Солнечные батареи становятся все дешевле и эффективнее: их цена каждый год падает на несколько процентов, а КПД массово выпускаемых фотоэлементов достиг 20%, и ежегодно он прибавляет несколько десятых процента. Однако, несмотря на все усовершенствования, у «солнечной» отрасли альтернативной энергетики есть принципиальный недостаток — она не выдает электричество по ночам.

Решить данную проблему взялись исследователи из США и Японии, разработавшие и сконструировавшие устройство, которое можно назвать солнечной батареей навыворот: оно вырабатывает ток не поглощая фотоны, а излучая их. Такой источник энергии мог бы питать различное оборудование в темное время суток! Как сообщается, в основе разработки лежит эффект отрицательной освещенности. Он заключается в том, что фотодиод может не только поглощать приходящие из внешней среды фотоны (как в обычной солнечной батарее), но и, наоборот, отдавать их. На этот процесс тратится энергия, запасенная в устройстве в виде тепла, вследствие чего оно начинает остывать. А там, где есть разница температур, ее можно использовать для генерации электричества. Классическая тепловая машина — это концепция в термодинамике, которая описывает универсальное устройство с нагревателем и холодильником. Примеры таких машин, где нагревание обеспечено сгорающим топливом, а охлаждение — окружающей средой, — это двигатель внутреннего сгорания, паровая машина, реактивная турбина. Если заменить сгорание топлива иным источником энергии, суть не поменяется, полезная работа будет получаться за счет потока тепла от горячего к холодному. Схема установки. Исследователи из США и Японии описали в журнале Applied Physics Letters устройство, которое позволяет получать электроэнергию за счет темноты и холода ночного неба. Идея, лежащая в основе изобретения, очень проста: днем поток энергии идет от Солнца к предметам на поверхности Земли, а ночью нагретые днем предметы отдают тепло в космическое пространство. А там, где есть поток тепла, его можно использовать для генерации электричества за счет тех или иных устройств — от классических тепловых машин до разного рода термоэлектрических преобразователей. Правда, для работы такого устройства нужна «бесконечно» холодная среда, в которую излучение будет уходить, не возвращаясь обратно. И такая среда у нас под рукой, вернее, над головой: это открытый космос. Для того, чтобы устройство могло отдавать тепло как можно большей площади неба, ученые использовали полусферическую линзу из арсенида галлия (GaAs) и прозрачное для инфракрасного излучения окно из феррида бария (BaFe2), а также большое параболическое зеркало — последнее, образно говоря, фокусирует темноту. В фокусе зеркала находится выполненный из соединения ртути, кадмия и теллура фотодиод, эффективно излучающий фотоны в среднем инфракрасном диапазоне (на этих длинах волн атмосфера достаточно прозрачна). Вопрос с пополнением энергии для фотодиода ученые решили, обеспечив устройству тепловой контакт с нагретой за день поверхностью планеты при помощи радиатора, способного улавливать идущее с земли тепло, и металлической подложки, позволяющих восполнять дефицит энергии за счет теплопроводности. Таким образом, днем фотодиод работает как солнечный фотоэлемент, а ночью остывает за счет испускания инфракрасных лучей прямиком в ночное небо. В результате его температура оказывается ниже, чем у подложки. Преобразование же разницы температур возложено на элемент Пельтье, давно известное полупроводниковое устройство. При пропускании электрического тока одна сторона его нагревается, а другая остывает (этот эффект используют в компактных холодильниках), и наоборот: при нагреве одной стороны и охлаждении другой, элемент Пельтье выдает электрическое напряжение. Расположив такое устройство в своей установке (подсоединив одну его часть к подложке, а другую — к фотодиоду), ученые смогли извлечь немного электроэнергии «из холода Вселенной». В проведенном эксперименте исследователи получили ничтожно малую мощность — 64 нановатта на квадратный метр поверхности. Этого мало даже для самых нетребовательных приборов. Но во-первых, это все равно больше, чем ноль, а во-вторых, теоретические расчеты показывают, что мощность можно поднять вплоть до 4 ватт на квадратный метр. Это также гораздо меньше, чем у современных солнечных батарей (100–200 ватт на квадратный метр), но вполне достаточно для питания некоторых устройств. В настоящее время авторы заняты поисками химических соединений для фотодиода, которые позволят сделать эффект отрицательной освещенности более выраженным. Кроме того, по мысли авторов, разработанную ими технологию можно будет использовать не только для выработки электроэнергии ночью, но и для утилизации тепла, выделяющегося при работе различных механизмов, например, станков. Источник

Читать еще:  Обзор Samsung Galaxy Fold: главный смартфон года

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Популярное

На выходных националисты собираются вывести сотни тысяч против Зеленского: в чем дело?

«Обманутые украинцы» инициируют начало процедуры импичмента Владимира Зеленского. ФОТО, ВИДЕО

Зеленский ответил на требование отдать ПЦУ Киево-Печерскую лавру

Порошенко обвинил Офис Президента в госизмене. ВИДЕО

Зеленский намекнул, что судьба Порошенко уже решена

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию «антисолнечных» панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения). Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, «антисолнечные» панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения. Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать. В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию. В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

Читать еще:  Sébastien Loeb Rally Evo — документальная аркада

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию антисолнечных панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения). Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, антисолнечные панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения. Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать. В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию. В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector