現代のソーラーパネル技術が再生可能エネルギーに切り替える人間の探求に役立つのと同じように、そのようなパネルは夜間に発電することはできません。
現在、新しい研究では、24時間稼働できるパネルを設計できる可能性があることが示唆されています。
研究によると、夜間の最適な条件下で、これらの特別に設計された光起電力セルは、日中に生成するエネルギーの最大4分の1を生成できます。
これを実現するには、熱放射要素が必要です。これは、赤外線または熱放射が要素を離れるときに放射冷却によってエネルギーを生成し、その過程で少量のエネルギーを生成するデバイスです。
熱放射要素は、エンジンによって生成される高温などの廃熱を変換するために使用される製造や機械工学などの分野ですでにテストされています。
夜間のソーラーパネルの場合、そのようなセルの使用がこのプロセスを使用する方法です。
「これらのデバイスの1つを持って、暖かい場所に置き、空に向けると思いました」と、カリフォルニア大学デイビス校の電気技師兼コンピューター科学者のジェレミー・マンデイは言います。
赤外線を使用してこの効果を実現するには、可視光に焦点を合わせる傾向がある従来のソーラーパネルにさまざまな種類の材料が必要です。
次のステップは、材料と電子機器のどの組み合わせが、夜空とその周辺をラジエーターとして使用できる効果的なパネルを作成できるかを理解することです。
「典型的な太陽電池は、太陽光を吸収することによってエネルギーを生成します。これにより、デバイスに電圧と電流が現れます」とMunday氏は言います。 「これらの新しいデバイスでは、光が放出され、電流と電圧が反対方向に流れますが、それでもエネルギーを生成します。」
「異なる材料を使用する必要がありますが、物理学は同じです。」
研究者の計算によると、ソーラーパネルは理想的な条件下で1平方メートルあたり最大50ワットの電力を生成できます。
これは、いくつかの研究グループによって検討されているアイデアです。 昨年、スタンフォード大学の科学者によって作成された実験システムを見ました。これも夜空と地球の間の熱的不均衡を利用して、赤外線から電気を生成しました。
このテクノロジーを適切にスケーリングして実際に適用するには長い道のりがありますが、Mandeiと彼の同僚は現在プロトタイプを開発していますが、ソーラーパネルを24時間稼働させ続けるには、比較的安価で安価な方法である可能性があります。
「深宇宙は、フォトニクス、光学、材料科学のインテリジェントな使用を通じて昼夜を問わず電力を供給することができる、興味をそそる低温のヒートシンクを提供します」と研究者たちは論文で結論付けています。
この研究はACSPhotonicsに掲載されました。
