Éjszaka is termel áramot a különleges napelem

A kaliforniai Stanford Egyetem mérnöke, Sid Assawaworrarit a kollégáival egy hagyományos napelemet módosítva olyan eszközt épített, amely éjszaka is képes energiát termelni. Az újítás titka egy termoelektrikus generátor.

Nappal a napból jövő fény a napelemekre esik, de éjszaka ennek majdnem az ellentéte történik. Fény jön a napelemből, és ezt használjuk áramtermelésre. Az éjszakai ég felé irányuló fotonok lényegében lehűtik a napelemet

– magyarázza Assawaworrarit.

A jelenség alapja, hogy minden olyan tárgy, ami melegebb az abszolút zérónál, infravörös sugárzást bocsát ki. Ha nincsenek az égen felhők, amik visszatükröznék a felszínre az infravörös fényt, a napelem infravörös sugárzása hidegebb lesz a környezeténél, ezt pedig termoelektromos generátorral lehet kiaknázni.

Tavaly októberben párszor tiszta volt az égbolt Kaliforniában, és Assawaworrarit turbózott napelemei négyzetméterenként 50 milliwattot termeltek.

Az elméleti határ valószínűleg egy-két watt négyzetméterenként. Ez önmagában nem nagy szám, de sok alkalmazás lehet, amihez ez az éjszakai energia jól jöhet

– vélekedik a szakember.

A világ népességének egy jelentős része, körülbelül egymilliárd ember olyan helyen él, ahol nincs elektromos hálózat. Aki ilyen helyen él, nappal napenergiára támaszkodhat, de éjszaka továbbra sincs áram. Az akkumulátorok drágák, és teljesítményük pár ezer töltés után romlani kezd – egy termoelektromos generátor azonban örök életű. Az éjszakai áramtermelés lehetősége például feleslegessé teheti az akkumulátorokat környezeti szenzorokban is. Assawaworrarit szerint az általa kifejlesztett technika négyzetméterenként egy watt környékén már jelentős költségelőnyre tenne szert az akkumulátorokkal szemben.

A nap teljes energiakibocsátásának egymilliárdod része éri a földet, ami mintegy 170 ezer terawatt másodpercenként. Ennek harmada visszaverődik a felhőkről és az óceánok felszínéről. A földön csapdába ejtett napenergia mintegy fele éjszaka infravörös sugárzás formájában távozik az űrbe.

Az, hogy éjszaka a tiszta égbolt felé néző felületek lehűlnek, rég ismert dolog. A stanfordi szakembereknek csak azt kellett megoldaniuk, hogy miként hasznosítsák ezt a hőmérséklet-különbséget az egyébként nem túl jó hővezető napelemen. A problémát végül azzal oldották meg, hogy a napelemet egy alumíniumlemezre erősítették.

(Interesting Engineering)