在夜间发电的太阳能电池板。

地球持续不断地从太阳接收到大量的太阳能,其中约30%会立即从雪、大气中的粒子和云层等表面反射回太空。剩下的70%使地球变暖。

然而,这种能量不会一直存在。除了温室气体产生的额外热量外,地球释放出的能量与它接收到的能量一样多,其中包含大量的红外辐射。

由电气工程师Sid Assaworrarit领导的研究人员发明了一种太阳能电池板设备,该设备使用热电发电机,利用太阳能电池板捕获的红外线可以辐射回太空的方式。

该装置利用太阳能电池板表面和背景空气之间的温差来产生少量的电力。

光粒子或光子在白天撞击太阳能电池板,但在晚上这个过程相反。就像其他任何高于绝对零度的温度下的东西一样,太阳能电池板会释放红外辐射。晚上从太阳能电池板辐射出来的光子携带热量,冷却电池板。在一种被称为放射性冷却的现象中,这种现象一直在发生,指向无云夜空的表面会变得比周围的空气更冷。这意味着在一个晴朗的夜晚,没有云层反射红外光,太阳能电池板的表面比周围的空气略冷。

研究人员改造的太阳能电池板,重新设计了一个热电发电机,可以捕获一些从较热的空气流向较冷的太阳能电池板的热量,并利用温差,将其转化为电能。

事实上,对于每平方米的太阳能电池板,测试设备产生大约50毫瓦的电力(50兆瓦/米2).

根据Assawaworrarit的说法,还有很大的潜力,

“理论上的极限可能是每平方米1或2瓦。这不是一个很大的数字,但在很多应用中,这种能量在晚上会派上用场。”

这可能包括在全球没有电网的地区提供夜间能源,这些地区迄今为止只能在白天依靠太阳能发电。类似地,环境传感器,例如,监测天气状况,必须长期处于工作状态,如果减少对维护、保养或更换电池的需求,则可以大大提高成本效益。

电池在重复使用后不可避免地会退化,但由于这些太阳能电池板中使用的热电发电机是固体的,因此它们的寿命不受限制。辐射冷却可能会在某些应用中减少对昂贵电池的需求——挑战在于如何使电池板的效率足够高,能够在现实世界中使用。

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