ایجاد یک منبع تجدید پذیر و زنده برق در شب

ایجاد یک منبع تجدید پذیر و زنده برق در شب با برداشت انرژی از اختلاف دمای بین سلول های فتوولتائیک و هوای اطراف

محققان نوعی سلول فتوولتائیک ساخته اند که انرژی را از محیط و در طول روز و شب جمع آوری می کند و در همین حال از گرمای نشت شده از زمین به فضا  نیز استفاده می کند. در واقع، دستگاه در حال توسعه با استفاده از یک ماژول ترموالکتریک از گرادیان دما بین سلول و هوا برای تولید ولتاژ و جریان استفاده می کند. راه اندازی این سیستم ارزان بوده و در اصل، می تواند در سلول های خورشیدی موجود گنجانده شود.

باید توجه داشت که حدود 750 میلیون نفر در جهان شبانه به برق دسترسی ندارند و این سلولهای جدید هم می تواند راهی موثر برای تامین برق این جمعیت باشد.

* نگاهی دقیق‌تر به عمل‌کرد سلوله های جدید

در نامه‌های فیزیک کاربردی، توسط انتشارات AIP  اعلام شد که محققان دانشگاه استنفورد یک سلول فتوولتائیک ساختند که انرژی را از محیط در طول روز و شب جمع‌آوری می‌کند و به طور کلی  به باتری نیاز ندارد. این دستگاه از گرمای نشت‌شده از زمین به فضا استفاده می‌کند و باید گفت انرژی دریافتی به همان اندازه تابش ورودی خورشیدی است.

به عبارت دیگر، در شب، سلول‌های خورشیدی تابش می‌کنند و گرما را از دست می‌دهند و به دمای چند درجه کمتر از هوای محیط می‌رسند. در این شرایط، دستگاه در حال توسعه از یک ماژول ترموالکتریک برای تولید ولتاژ و جریان از گرادیان دما بین سلول و هوا استفاده می کند. این فرآیند به طراحی حرارتی سیستم بستگی دارد که شامل یک طرف گرم و یک طرف سرد است.

نویسنده Sid Assawaworrarit در این زمینه اظهار کرد:

«برای استفاده مؤثر از این تکنولوژی باید ترموالکتریک هم با طرف سرد، که سلول خورشیدی است، و هم با طرف گرم، که محیط است، تماس بسیار خوبی داشته باشد و اگر نداشته باشد، توان زیادی از آن به دست نخواهید آورد.

در این زمینه باید عنوان کرد که، این راه اندازی ارزان است و در اصل، می تواند در سلول های خورشیدی موجود گنجانده شود. همچنین به دلیل سادگی این عمل، ساخت و ساز در مکان های دور با منابع محدود امکان پذیر است.

یکی دیگر از محققان نیز در این زمینه اعلام کرد:

«در کار حاضر با استفاده از ارزانترین قطعات توانستیم تماس حرارتی بسیار خوبی ایجاد کرده و به موفقیت‌هایی نیز دست یابیم. این تکنولوژی بسیار ارزان است و گرانترین چیز در کل مجموعه، خود ترموالکتریک می باشد».

در همین حال ذکر این نکته لازم است که، دستگاه فعلی 50 میلی وات در هر متر مربع تولید می‌کند درحالی که روشنایی به حدود 20 متر مربع منطقه فتوولتائیک نیاز دارد.

شانهوی فن، نویسنده، گفت: «هیچ یک از این اجزا به طور خاص برای این منظور طراحی نشده اند. بنابراین، من فکر می‌کنم جایی برای بهبود وجود دارد، به این معنا که اگر کسی واقعاً هر یک از این اجزا را به صورت هدفمند مهندسی کند،  عملکرد می‌تواند بهتر باشد».

هدف این تیم بهینه سازی عایق حرارتی و اجزای ترموالکتریک دستگاه است. آنها در حال بررسی پیشرفت های مهندسی در خود سلول خورشیدی هستند تا عملکرد خنک کننده تابشی را بدون تأثیر بر قابلیت برداشت انرژی خورشیدی آن افزایش دهند.

منبع :sciencedaily