ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- วิศวกรได้คิดค้นกลไกในการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ในเวลากลางคืน
- ระบบจับแสงอินฟราเรดที่เล็ดลอดออกมาจากแผงทำความเย็นเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าในปริมาณเล็กน้อย
-
ผู้เชี่ยวชาญไม่ได้กระตือรือร้นมากเกินไปเพราะระบบไม่มีประสิทธิภาพมาก
แผงโซลาร์เซลล์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้แม้ในเวลากลางคืนจะฟังดูดีเกินจริง และอาจเป็นไปได้ แม้ว่าจะมีหลักฐานที่ตรงกันข้าม
จากแผงโซลาร์ที่ผลิตน้ำไปจนถึงวิธีการทำความสะอาดแบบใหม่ นักวิทยาศาสตร์มักจะมองหาวิธีที่จะทำให้แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพและมีประโยชน์มากขึ้นอยู่เสมอเมื่อเร็ว ๆ นี้ วิศวกรของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้คิดค้นเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้แสงอินฟราเรดที่สะท้อนจากพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อย ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะสร้างกระแสไฟฟ้าจากแผงได้แม้ในเวลากลางคืน แต่ถึงแม้วิทยาศาสตร์จะฟังดูมีเหตุผล แต่ก็เป็นเศรษฐศาสตร์ที่สามารถป้องกันไม่ให้เกิดกระแสหลักได้
"ฉันจะบอกว่าหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับเทอร์โมอิเล็กทริก [การใช้งาน] คือการแปลงความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ [เพราะที่] ใกล้อุณหภูมิห้อง ประสิทธิภาพต่ำมาก " ดร. เดวิด จินลี่ย์อธิบาย หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ (NREL) ในอีเมลถึง Lifewire "ในกรณีนี้ ปัญหาคือปริมาณพลังงานมีน้อย และการรอจนถึงกลางคืนหมายความว่าคุณสูญเสีย [พลังงาน] บางส่วนจากการแผ่รังสีในทุกกรณี"
ปล่อยให้มีแสง
นำโดย Ph. D. ผู้สมัคร ซิด อัศววรฤทธิ์ นักวิจัยได้ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกของตนเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์ปกติ และใช้อุปกรณ์คุมกำเนิดเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยจากแสงอินฟราเรดที่เล็ดลอดออกมาจากพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์ในตอนกลางคืน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกผลิตไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยโดยใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยระหว่างอากาศแวดล้อมและพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์เมื่อชี้ตรงไปยังท้องฟ้าแจ่มใส
ดวงอาทิตย์นำพลังงานจำนวนมหาศาลมาสู่โลก แต่ยกเว้นบางส่วนที่ติดอยู่กับก๊าซเรือนกระจก ดาวเคราะห์จะส่งพลังงานส่วนใหญ่ที่ได้รับในรูปของรังสีอินฟราเรดออกไปในกระบวนการ เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยรังสี กระบวนการนี้ใช้ในอินเดียและอิหร่านโบราณในการทำให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและสร้างน้ำแข็งและทำงานได้ดีที่สุดในคืนที่ไม่มีเมฆ เนื่องจากเมฆสะท้อนแสงอินฟราเรดสู่พื้นดิน
อัศววรฤทธิ์และทีมของเขาได้คิดค้นวิธีใหม่ในการรวบรวมพลังงานนั้นเมื่อออกจากโลก เมื่อแผงโซลาร์เซลล์เย็นตัวลง โฟตอนที่หลบหนีจะมีความร้อน ซึ่งนักวิจัยจับด้วยเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อแปลงเป็นไฟฟ้า
นักวิทยาศาสตร์พยายามจับแสงอินฟราเรดเป็นครั้งแรกในปี 2019 และตอนนี้นักวิจัยของ Stanford ได้จัดการรวมเทคโนโลยีนี้เข้ากับแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปเพื่อให้เข้าถึงได้และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
การพิสูจน์แนวคิด
ในคืนที่อากาศแจ่มใส อุปกรณ์อัศววรฤทธิ์ที่ทดสอบบนดาดฟ้าของสแตนฟอร์ดจะสร้างพลังงานได้ประมาณห้าสิบมิลลิวัตต์หรือ 0.05 วัตต์ ต่อแผงโซลาร์เซลล์ทุกตารางเมตร ในทางตรงกันข้าม แผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 150 วัตต์ต่อตารางเมตรในระหว่างวัน เพื่อให้ตัวเลขเป็นมุมมอง หลอดไฟ LED ขนาดเล็กดึงกระแสไฟฟ้า 18 วัตต์
ห้าสิบมิลลิวัตต์นั้นไม่ใช่จำนวนที่มาก แต่นักวิจัยโต้แย้งว่าตัวเลขเหล่านี้เพิ่มขึ้นเมื่อเทคโนโลยีถูกนำไปใช้ในวงกว้าง มีการใช้งานมากมายที่พลังงานประเภทนี้ในตอนกลางคืนอาจมีประโยชน์แม้เพียงเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณพิจารณาว่าประชากรโลกจำนวนมากยังคงไม่มีไฟฟ้าใช้ตลอดเวลา
และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น อัศววรฤทธิ์บอก เอ็นจิเนียริ่ง เอ็นจิเนียริ่ง ว่าด้วยการทำงานเพียงเล็กน้อยและในสภาพอากาศที่เอื้ออำนวย นักวิจัยสามารถเพิ่มปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตโดยอุปกรณ์ของพวกเขาเป็นสองเท่า โดยเสริมว่าขีดจำกัดทางทฤษฎีอยู่ที่ประมาณหนึ่งหรือสองวัตต์ต่อตารางเมตร
นักวิจัยเชื่อว่าระบบจะน่าดึงดูดมากจากมุมมองด้านต้นทุน หากพวกเขาสามารถทำให้มันผลิตได้มากถึงหนึ่งวัตต์ต่อตารางเมตร
อย่างไรก็ตาม ยังมีวิธีที่จะทำให้ระบบมีประสิทธิภาพแบบนั้น ตอนนี้ Dr. Ginley ยังคงไม่ประทับใจ
ในความเห็นของเขา ก่อนที่เทคโนโลยีจะถูกนำมาใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง จะต้องมีคนทำการวิเคราะห์ที่มีพลังที่ดี รวมกับการประเมินเทคโนโลยีสู่ตลาดเบื้องต้น นอกจากนี้ เขาคิดว่าต้นทุนของเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อเทียบกับความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ ทำให้พวกเขาไม่สามารถใช้ร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์ได้
"ต้นทุนของกำลังที่เพิ่มขึ้น [ที่ได้รับ] ในกรณีนี้อาจไม่คุ้มกับต้นทุนในท้ายที่สุด" Dr. Ginley ให้ความเห็น
