Повече от 1,7 милиарда души по света все още нямат надеждна електрическа връзка. За много от тях слънчевата енергия е техният потенциален спасител - поне когато слънцето грее.
Технологията за съхраняване на излишната слънчева енергия през тъмните часове се подобрява. Но какво ще стане, ако можем да произвеждаме електричество не само от слънцето, а и от студеното нощно небе?
Изследователи от Станфорд и Калифорнийския университет са направили точно това. И все пак - не очаквайте това да стане "тъмният брат близнак" на слънчевата енергия. Поне не засега. Разработката обаче може да има доста важна роля в енергийните нужди на бъдещето, макар и засега това да звучи футуристично.
Самата технология не е нищо ново - всъщност принципите зад нея са открити преди почти 200 години. Устройството, наречено термоелектрически генератор, използва температурните разлики между две метални плочи, за да генерира електричество. Колкото по-голяма е температурната разлика, толкова по-голяма е генерираната мощност.
Вече използваме тази технология за преобразуване на отпадъчната топлина от източници като промишлени машини и автомобилни двигатели. Новото изследване прилага същата техника за използване на температурната разлика между външния въздух и повърхността на устройството.
Двете плочи на устройството седят една върху друга. Горната плоча е изправена пред студения въздух на откритото нощно небе, докато долната се държи затворена в по-топъл въздух и е обърната към земята. Топлината винаги се излъчва към по-студена среда, а колкото по-студена е околната среда, толкова по-бързо се излъчва топлината. Тъй като отвореното нощно небе е по-хладно от затворения въздух, обграждащ долната плоча, горната плоча губи топлина по-бързо от долната. Така се създава температурната разлика между двете плочи - в това изследване между четири и пет градуса по Целзий.
При различни температури топлината също започва да преминава от по-топлата долна плоча към по-хладната горна плоча, а устройството използва този поток топлина, за да генерира електричество.
При тази малка разлика в температурата мощността е ограничена. Устройството на изследователите произвежда електричество, достатъчно за захранване само на малка LED светлина за четене. За разлика от тях, един слънчев панел със същия размер би бил достатъчен за поддържане на три 32-инчови LED телевизора - това е 4 000 пъти по-голяма мощност.
По-голям потенциал
В сух климат устройството може да работи по-добре. Това е така, защото при по-влажен климат всяка влага във въздуха се кондензира върху обърнатата надолу плоча, охлажда я и намалява температурната разлика между двете. В сухото Средиземноморие обаче устройството може да произвежда 20 пъти повече мощност, отколкото в САЩ.
Разбира се, самото устройство също може да бъде усъвършенствано. Производителите могат да нанасят покритие, което позволява на повърхността на устройството да достигне температура по-ниска от околната среда през деня, така че през нощта да е още по-хладно. Те биха могли да използват гофрирани вместо плочи, които са по-ефективни при улавяне и излъчване на радиация. Тези и други осъществими технически подобрения биха могли да повишат изходната мощност десетки пъти.
С непрекъснатото подобряване на ефективността на ежедневните технологии, термоелектрическите устройства имат потенциала да заемат важна роля в захранването на обществото. Чрез свързване на серия от термоелектрически генератори, монтирани на стените на домовете, технологията може значително да облекчи енергийното натоварване на къщите например.
Възможно е също така след като се развие, технологията да започне да се произвежда масово и да се продава достатъчно евтино, за да осигури жизнеспособен източник на енергия на места, където е твърде скъпо или непрактично да се свързвате с електрическата мрежа.
Разбира се, малко вероятно е термоелектрическите устройства някога да заменят акумулатора като нощен спасител и заместител на слънчевата енергия. Сега батериите струват една четвърт в сравнение с преди десетина години, а слънчевите системи с акумулаторни батерии вече се превръщат в достъпни начини за посрещане на както на дребни битови, така и на промишлени нужди от енергия.
Но технологията може да бъде полезно допълнение към слънчевата енергия и съхранението на батериите - както жизненоважен резервен източник на енергия за живеещите извън мрежата, така и когато батериите се повредят или панелите се счупят. Когато всичко се обърка в най-мрачните нощи, тези, които имат термоелектрически устройства за захранване на нагревател, ще имат поне едно нещо, за което да благодарят на замръзващия нощен въздух.
USD
CHF
EUR
GBP
