Эффективная система для выработки энергии ночью

Исследователи разработали автономный недорогой модульный источник энергии, который может эффективно производить энергию в ночное время. Система использует коммерчески доступные технологии и может в конечном итоге помочь удовлетворить потребность в ночном освещении в городских районах или обеспечить освещение в развивающихся странах.

Хотя солнечная энергия имеет много преимуществ, ее использование сильно зависит от распределения солнечного света, которое может быть ограничено во многих местах и полностью недоступно в ночное время. Системы, накапливающие энергию, производимую в течение дня, обычно дороги, что увеличивает стоимость использования солнечной энергии.

Чтобы найти менее дорогостоящую альтернативу, исследователи из Стэнфордского университета обратились к радиационному охлаждению. Этот подход использует разницу температур в результате поглощения тепла из окружающего воздуха и эффект охлаждения излучением холодного пространства для выработки электроэнергии.

В журнале Optics Express оптического общества (OSA) исследователи теоретически демонстрируют оптимизированный подход к радиационному охлаждению, который может генерировать 2,2 Вт на квадратный метр с помощью устройства на крыше, которое не требует батареи или какой-либо внешней энергии. Это достаточно для питания модульных датчиков, например, используемых в приложениях безопасности или защиты окружающей среды.

«Мы работаем над созданием высокоэффективных и устойчивых источников освещения, которые могут предоставить каждому, в том числе в развивающихся и сельских районах, доступ к надежным и устойчивым недорогим источникам энергии для освещения», - сказал Линглинг Фан, первый автор статьи. «Модульный источник энергии также может питать автономные датчики, используемые в различных приложениях, и использоваться для преобразования отработанного тепла от автомобилей в полезную энергию».

В новой работе исследователи оптимизировали каждый этап выработки термоэлектрической энергии, чтобы максимально увеличить выработку энергии в ночное время от устройства, которое будет использоваться на крыше. Они улучшили сбор энергии, так что в систему поступает больше тепла из окружающего воздуха, и включают в себя новые коммерчески доступные термоэлектрические материалы, которые повышают эффективность использования этой энергии устройством. Они также подсчитали, что термоэлектрический генератор энергии, покрывающий один квадратный метр крыши, может обеспечить лучший компромисс между потерями тепла и термоэлектрическим преобразованием.

Исследователи продемонстрировали новый подход, используя компьютерное моделирование с реалистичными физическими параметрами. Модели точно воспроизводили предыдущие экспериментальные результаты и показали, что оптимизированная система, разработанная исследователями, может приблизиться к тому, что было рассчитано как максимальная эффективность с использованием термоэлектрического преобразования.

Помимо проведения экспериментов, исследователи также изучают оптимальные конструкции для работы системы в дневное время в дополнение к ночному, что может расширить практические применения системы.

Комментарии: