Belangrijkste afhaalrestaurants
- Ingenieurs hebben een mechanisme bedacht om 's nachts elektriciteit op te wekken uit zonnepanelen.
- Het systeem vangt het infraroodlicht dat uit de koelpanelen ontsnapt om een kleine hoeveelheid elektriciteit op te wekken.
-
Experts zijn niet al te enthousiast omdat het systeem niet erg efficiënt is.
Een zonnepaneel dat zelfs 's nachts elektriciteit kan opwekken, klinkt te mooi om waar te zijn, en dat zou het ook kunnen zijn, ondanks het tegendeel.
Van zonnepanelen om water te maken tot nieuwe reinigingsmethoden, wetenschappers zijn altijd op zoek naar manieren om zonnepanelen efficiënter en nuttiger te maken. Onlangs hebben ingenieurs van Stanford University een thermo-elektrische generator bedacht die het infraroodlicht gebruikt dat van het oppervlak van zonnepanelen weerkaatst om een kleine hoeveelheid elektriciteit op te wekken, waardoor zelfs 's nachts elektriciteit uit de panelen wordt opgewekt. Maar hoewel de wetenschap gezond is, is het de economie die zou kunnen voorkomen dat dit mainstream wordt.
"Ik zal zeggen dat een van de grootste uitdagingen voor thermo-elektrische [toepassingen] het omzetten van warmte bij lage temperatuur is, [omdat bij] bijna kamertemperatuur de efficiëntie zeer, zeer laag is," verklaarde Dr. David Ginley, Chief Scientist bij het National Renewable Energy Laboratory (NREL) in een e-mail aan Lifewire. "In dit geval is het probleem dat de energie-inhoud klein is, en wachten tot de nacht betekent dat je in ieder geval een deel van de [energie] verliest door straling."
Laat er licht zijn
Geleid door Ph. D. kandidaat Sid Assawaworrarit, de onderzoekers rustten hun thermo-elektrische generator uit op een gewoon zonnepaneel en gebruikten het apparaat om een kleine hoeveelheid elektriciteit op te wekken uit het infraroodlicht dat 's nachts uit het oppervlak van zonnepanelen ontsnapt.
Een thermo-elektrische generator produceert een kleine hoeveelheid elektriciteit door gebruik te maken van het kleine temperatuurverschil tussen de omgevingslucht en het oppervlak van een zonnepaneel wanneer het rechtstreeks op een heldere hemel wordt gericht.
De zon stuurt een enorme hoeveelheid energie naar de aarde, maar afgezien van een deel ervan dat wordt vastgehouden door de broeikasgassen, zendt de planeet vrijwel een groot deel van de energie die ze ontvangt uit in de vorm van infrarode straling, in een proces bekend als stralingskoeling. Het proces werd gebruikt in het oude India en Iran om water te bevriezen en ijs te maken en werkt het beste op wolkenloze nachten, omdat wolken infrarood licht naar de grond reflecteren.
Assawaworrarit en zijn team hebben een nieuwe manier bedacht om die energie op te vangen wanneer deze de planeet verlaat. Terwijl het zonnepaneel afkoelt, dragen de ontsnappende fotonen warmte met zich mee, die de onderzoekers vangen met hun thermo-elektrische generator om om te zetten in elektriciteit.
Wetenschappers probeerden in 2019 voor het eerst infraroodlicht te vangen, en nu zijn de Stanford-onderzoekers erin geslaagd om deze technologie te combineren met gewone zonnepanelen om het toegankelijker en efficiënter te maken.
Proof of Concept
Op een heldere nacht genereert het apparaat dat Assawaworrarit heeft getest op het dak van Stanford ongeveer vijftig milliwatt of 0,05 watt voor elke vierkante meter zonnepaneel. Daarentegen kunnen zonnepanelen overdag doorgaans zo'n 150 watt per vierkante meter opwekken. Om de cijfers in perspectief te plaatsen: een kleine LED-lamp trekt 18 watt aan elektriciteit.
Vijftig milliwatt is geen enorm aantal, maar de onderzoekers beweren dat de cijfers kloppen als de technologie op grote schaal wordt toegepast. Er zijn veel toepassingen waarbij dit soort energie 's nachts, hoe minuscuul ook, van pas kan komen, vooral als je bedenkt dat een aanzienlijk deel van de wereldbevolking nog steeds geen 24 uur per dag toegang heeft tot elektriciteit.
En dit is nog maar het begin. Assawaworrarit vertelde aan Interessante techniek dat de onderzoekers met een beetje werk en in gunstigere weersomstandigheden de hoeveelheid elektriciteit die door hun apparaat wordt gegenereerd, kunnen verdubbelen, eraan toevoegend dat de theoretische limiet ongeveer één of twee watt per vierkante meter is.
De onderzoekers denken dat het systeem vanuit kostenoogpunt zeer aantrekkelijk kan zijn als ze het tot een watt per vierkante meter kunnen laten genereren.
Er zijn echter nog enkele manieren om het systeem dat soort efficiëntie te laten bereiken. Zoals het er nu uitziet, is Dr. Ginley niet onder de indruk.
Naar zijn mening zal iemand, voordat de technologie in de echte wereld kan worden gebruikt, een goede energetische analyse moeten doen in combinatie met een eerste tech-to-market-beoordeling. Bovendien is hij van mening dat de kosten van thermo-elektrische generatoren, vergeleken met hun betrouwbaarheid en efficiëntie, hen een slechte match maken voor gebruik met zonnecellen.
"De kosten van het incrementele vermogen [gewonnen] zijn in dit geval waarschijnlijk uiteindelijk niet de kosten waard", meende Dr. Ginley.
