Для выработки электричества по ночам предложены «антисолнечные» батареи

Как бы нам ни хотелось перейти на возобновляемые источники энергии, все они имеют те или иные недостатки. Солнечные панели, например, работают только в светлое время суток. Ночью они простаивают, а энергия черпается из заряженных днём аккумуляторов. Обойти это ограничение помогут придуманные учёными терморадиационные панели.

  ACS Photonics
ACS Photonics

Антисолнечные батареи

Как подсказывает интернет-ресурс ExtremeTech, исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California Davis) предложили концепцию «антисолнечных» панелей, которые могут генерировать электричество в процессе излучения накопленного самими панелями тепла (инфракрасного излучения).

Поскольку инфракрасное излучение обладает меньшей энергией, чем видимое, «антисолнечные» панели будут вырабатывать примерно до 25 % электричества от возможностей обычных солнечных панелей такой же площади. Но это ведь лучше, чем ничего?

Принцип работы

Терморадиационные панели вырабатывают электричество не так, как солнечные панели. В обычных панелях видимый свет в виде фотонов проникает в полупроводник фотоэлемента и в процессе взаимодействия с веществом передаёт ему свою энергию. Предложенные учёными терморадиационные элементы работают на подобном принципе, только используют энергию инфракрасного излучения.

Физика та же, но материалы в элементах должны быть другими, как заявили учёные в соответствующей статье в журнале ACS Photonics.

Вопрос работы терморадиационного элемента в дневное время остаётся открытым, хотя условия для его работы днём тоже можно создать.

В ночное время нагретый за день терморадиационный элемент активно излучает накопленное им тепло в более холодное открытое пространство. В процессе инфракрасного излучения в материале терморадиационного элемента энергия излучаемых частиц преобразуется в электрическую энергию.

Инфракрасное излучение является частью солнечного излучения и имеет тенденцию к накоплению
Инфракрасное излучение является частью солнечного излучения и имеет тенденцию к накоплению

В принципе, такой преобразователь может начинать работать сразу же, как только температура окружающей среды становится ниже точки его нагрева.

В настоящий момент учёные не готовы показать прототип терморадиационного элемента и только приближаются к его созданию. Нет также данных, какой материал будет предпочтительным для производства терморадиационных элементов. В статье речь идёт о возможном использовании сплавов ртути, что заставляет задуматься о безопасности. В то же время, было бы заманчиво получить элементы, которые могли бы вырабатывать электричество не только днём, но также и ночью.

Не изобретаем ли велосипед?

«И такие элементы есть! Это солнечные электростанции концентраторного типа (CSP)!» — хочется ответить американским учёным, но не всё так просто.

Дело в том, что CSP-системы для получения электроэнергии используют промежуточные звенья в виде расплава соли и парогенератора, работающего по принципу Карно. Это уменьшает, как эксплуатационную надёжность системы, так и общий её КПД (обычно — до 20%).

Поэтому изобретение и применение на практике одного устройства, которое сочетало бы в себе и традиционную фотоэлектрическую панель, и терморадиационную панель, было бы как нельзя кстати в условиях цикличности выработки ВИЭ.

Кстати, крупнейшим солнечным парком в мире после окончания строительства станет Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park в Дубаи (ОАЭ). Он будет состоять из фотоэлектрических и CSP-систем и по графику работ должен быть открыт к 2030 году.

CSP-система парка Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park
CSP-система парка Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park

Суммарная мощность после открытия должна составить 5 гигаватт. И судя по графику строительства, который не отстаёт от плана, объект будет сдан в срок.

Источник https://zen.yandex.ru/media/solarnews/dlia-vyrabotki-elektrichestva-po-nocham-predlojeny-antisolnechnye-batarei-5e4cd8a4e9c3ad18fb31f794