العلامة التجارية الجديدة للتكنولوجيا المتجددة تسخر الكهرباء من الليل البارد والمظلم

(idizimage / iStock)

قبل عامين ، في إحدى ليالي ديسمبر شديدة البرودة على سطح أحد المنازل في كاليفورنيا ، سطع ضوء ضئيل بشكل ضعيف بمساعدة قليلة من هواء الليل المتجمد. لم يكن توهجًا ساطعًا للغاية. لكنها كانت كافية لإثبات إمكانية توليد طاقة متجددة بعد غروب الشمس.

من خلال العمل مع مهندسي جامعة ستانفورد Wei Li و Shanhui Fan ، وضع عالم المواد بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس Aaswath Raman معًا جهازًا ينتج جهدًا عن طريق توجيه الدفء المتبقي لليوم إلى هواء بارد.

'يسلط عملنا الضوء على العديد من الفرص المتبقية للطاقة من خلال الاستفادة من برودة الفضاء الخارجي كمصدر للطاقة المتجددة ،' يقول رامان .

(أسواث رامان)

نعتقد أن هذا يشكل الأساس لتكنولوجيا تكميلية للطاقة الشمسية. في حين أن خرج الطاقة سيكون دائمًا أقل بكثير ، إلا أنه يمكن أن يعمل في ساعات عندما لا تستطيع الخلايا الشمسية ذلك.

بالنسبة لجميع مزايا الطاقة الشمسية ، فهي ليست مصدر طاقة 24-7. بالتأكيد ، يمكننا تخزينهفي بطارية عملاقةأو استخدامه لضخ المياه في الخزانفي وقت لاحق ، ولكن حتى يكون لدينا المزيد من الحلول الاقتصادية ، سيكون الليل وقتًا هادئًا للطاقة الشمسية المتجددة.

يعود معظمنا إلى المنزل من العمل مع غروب الشمس ، وذلك عندما يرتفع الطلب على الطاقة لتلبية احتياجاتنا للتدفئة والطهي والترفيه والإضاءة.

لسوء الحظ ، نلجأ غالبًا إلى الوقود الأحفوري لتعويض النقص. بالنسبة لأولئك الذين يعيشون خارج الشبكة ، قد يتطلب الأمر تقييد الخيارات والذهاب بدون بعض الكماليات.

تدرك Shanhui Fan الحاجة إلى مصدر طاقة متجددة ليلاً جيدًا. لقد عمل على عدد من الأجهزة المماثلة ،بما في ذلك قطعة تقنية حديثةالتي قلبت الخلايا الكهروضوئية على رأسها عن طريق الضغط على الكهرباء من وهج الحرارة المنبعثة من سطح الكوكب الذي ترتفع درجة حرارته من الشمس.

في حين أن هذا العنصر الذكي يعتمد على الصفات البصرية لجسم دافئ ، فإن هذا الجهاز البديل يستخدم الطراز القديم الجيد الكهروحرارية تأثير.

باستخدام مادة تسمى المزدوجة الحرارية ، يمكن للمهندسين تحويل التغير في درجة الحرارة إلى فرق في الجهد. هذا يتطلب شيئًا ممتعًا نسبيًا من جانب ومكانًا لتلك الطاقة الحرارية للهروب من الجانب الآخر.

النظرية هي الجزء السهل - التحدي الحقيقي يكمن في ترتيب المواد المناسبة بطريقة تولد جهدًا من محيط التبريد الخاص بنا مما يجعلها جديرة بالاهتمام.

وللحفاظ على انخفاض التكاليف ، استخدم الفريق عناصر بسيطة جاهزة يمكن لأي منا الحصول عليها بسهولة.

قاموا بتجميع مولد كهربائي حراري رخيص وربطوه بقرص من الألومنيوم الأسود لإلقاء الحرارة في الهواء الليلي أثناء مواجهته للسماء. تم وضع المولد داخل حاوية من البوليسترين محكمة الغلق مع نافذة شفافة لضوء الأشعة تحت الحمراء ، وربطها بمصباح LED صغير واحد.

(أسواث رامان)

لمدة ست ساعات في إحدى الليالي ، تُرك الصندوق ليبرد على سطح في ستانفورد حيث انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمد. عندما تدفقت الحرارة من الأرض إلى السماء ، أنتج المولد الصغير تيارًا كافيًا فقط لإحياء وميض الضوء.

في أفضل حالاته ، أنتج الجهاز حوالي 0.8 ملي واط من الطاقة ، أي ما يعادل 25 ملي واط من الطاقة لكل متر مربع.

قد يكون هذا كافيا للاحتفاظ به تعمل السمع . قم بربط عدة مجموعات معًا وقد تتمكن من إبقاء قطتك مستمتعة بمؤشر ليزر بسيط . لذلك نحن لا نتحدث عن كميات هائلة من الطاقة.

ولكن فيما يتعلق بالنماذج الأولية ، فهي نقطة انطلاق رائعة. يقترح الفريق أنه مع التعديلات الصحيحة والظروف المناسبة ، فإن 500 ملي واط لكل متر مربع ليست غير واردة.

'بخلاف الإضاءة ، نعتقد أن هذا يمكن أن يكون نهجًا تمكينيًا على نطاق واسع لتوليد الطاقة المناسبة للمواقع البعيدة ، وفي أي مكان حيث يلزم توليد الطاقة في الليل' يقول رامان .

بينما نبحث عن أفكار كبيرة ومشرقة لدفع ثورة مصادر الطاقة المتجددة ، من المهم التأكد من أننا لا ندع الحلول الأصغر والأبسط مثل هذه تفلت بهدوء في الليل.

تم نشر هذا البحث في جول .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.