Вчені створили недорогий термоелектричний пристрій, який використовує холод нічного неба без активного підведення тепла. Електрики, що виробляється, поки вистачає тільки для живлення світлодіода, але це не межа.
Сонячні батареї є ефективним джерелом поновлюваної енергії протягом дня, але в даний час немає аналогічного підходу до виробництва відновлюваної енергії в нічний час. Пристрої освітлення можуть бути оснащені акумуляторами для використання виробленої в денний час енергії, але такі пристрої виявляються значно дорожче.
Установка, розроблена вченими Стенфордського університету, обходить обмеження сонячної енергії, використовуючи випромінювальне охолодження, при якому звернена до неба поверхня передає своє тепло в атмосферу у вигляді теплового випромінювання, досягаючи меншою температури, ніж навколишнє повітря. Це явище пояснює, як іній утворюється на траві після холодних ночей. Той же принцип може бути використаний для виробництва електроенергії при перепаді температур в нічний час.
Дослідники протестували свій недорогий термоелектричний генератор на даху в Стенфорді, штат Каліфорнія, під ясним грудневим небом. Пристрій складається з корпусу з полістиролу, покритого алюмінійованим майларом для мінімізації теплового випромінювання та захищеного прозорим для інфрачервоного проміння покриттям. В ході випробувань воно знаходилося на один метр вище рівня даху та «витягало» тепло з навколишнього повітря, випускаючи його в нічне небо через простий чорний випромінювач. Віддаючи тепло, генератор охолоджувався, а термоелектричний модуль виробляв електроенергію через різницю температур на його поверхнях.
Потім вчені під'єднали термоелектричний модуль до перетворювача напруги та світлодіоду. Виявилося, що генератор здатний виробляти достатню для роботи діода потужність. Його вихідна потужність за шість годин склала цілих 25 мВт енергії на м2.
Команда вчених вважає, що пристрій можна легко масштабувати для практичного використання, оскільки всі його компоненти комерційно доступні. Кількість електрики, яке воно виробляє на одиницю площі, залишається відносно невеликим та обмежує широке застосування розробки, але дослідники прогнозують, що він може бути зроблений у двадцять разів потужнішим. Цього можна домогтися, якщо використовувати поліпшені матеріали та техніку — наприклад, шляхом підвищення теплообміну і роботи в більш теплому та сухому кліматі.
Нагадаємо, що зовсім недавно, фахівцями з Університету Кертін і міжнародних компаній United Sun Systems та ITP Thermal, були розроблені сонячні батареї, які зможуть генерувати енергію навіть ночами.
