Технические науки

Создано устройство, вырабатывающее энергию за счет холода ночного неба

Aaswath Raman

Ученые создали недорогое термоэлектрическое устройство, которое использует холод ночного неба без активного подвода тепла. Вырабатываемого электричества хватает для питания светодиода. Статья о разработке опубликована в журнале Joule.

Солнечные батареи являются эффективным источником возобновляемой энергии в течение дня, но в настоящее время нет аналогичного подхода к производству возобновляемой энергии в ночное время. Устройства освещения могут быть оснащены аккумуляторами для использования произведенной в дневное время энергии, но такие устройства оказываются значительно дороже.

Установка, разработанная учеными Стэнфордского университета, обходит ограничения солнечной энергии, используя излучательное охлаждение, при котором обращенная к небу поверхность передает свое тепло в атмосферу в виде теплового излучения, достигая меньшей температуры, чем окружающий воздух. Это явление объясняет, как иней образуется на траве после холодных ночей. Тот же принцип может быть использован для производства электроэнергии при перепаде температур в ночное время.

Arrows-left
Arrows-right
Reload
1 / 2

Схема работы термоэлектрического генератора

Фото: Aaswath Raman

Исследователи протестировали свой недорогой термоэлектрический генератор на крыше в Стэнфорде, штат Калифорния, под ясным декабрьским небом. Устройство состоит из полистирольного корпуса, покрытого алюминированным майларом для минимизации теплового излучения и защищенного прозрачным для ИК-лучей покрытием. В ходе испытаний оно находилось на один метр выше уровня крыши и «вытягивало» тепло из окружающего воздуха, выпуская его в ночное небо через простой черный излучатель. Отдавая тепло, генератор охлаждался, а термоэлектрический модуль вырабатывал электроэнергию из-за разности температур на его поверхностях.

Затем ученые подключили термоэлектрический модуль к преобразователю напряжения и светодиоду. Оказалось, что генератор способен вырабатывать достаточную для работы диода мощность. Его выходная мощность за шесть часов составила целых 25 мВт энергии на м2.

Команда ученых считает, что устройство можно легко масштабировать для практического использования, так как все его компоненты коммерчески доступны. Количество электричества, которое оно производит на единицу площади, остается относительно небольшим и ограничивает широкое применение разработки, но исследователи прогнозируют, что он может быть сделан в двадцать раз более мощным. Этого можно добиться, если использовать улучшенные материалы и технику — например, путем повышения теплообмена и работы в более жарком, сухом климате.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.