Naukowcom ze Stanford udało się zmodyfikować panele fotowoltaiczne tak, aby w nocy produkowały prąd korzystając ze zjawiska chłodzenia radiacyjnego. Pozostaje pytanie, czy niewielka wydajność takiego układu warta jest komplikowania całej jego konstrukcji?
Oczywiście ogniwa fotowoltaiczne nie są w stanie pracować w nocy, naukowcy postanowili więc wykorzystać zjawisko chłodzenia radiacyjnego, które istnieje dzięki zjawisku ucieczki promieniowania przez tzw. okno atmosferyczne w podczerwieni.
Ze zjawiskiem tym walczy się, a jednocześnie wykorzystuje w budownictwie, tutaj postanowiono przy jego pomocy zwiększyć efektywność paneli. Naukowcy ze Stanford zaprojektowali dla nich specjalny generator termoelektryczny. Bazą dla projektu były komercyjne panele SunPower C-60, czyli standardowa krzemowa fotowoltaika, jaką widzimy na wielu domach.
Ponieważ dwutlenek krzemu jest silnie emisyjny w zakresie średniej podczerwieni, to zjawisko jest tu na tyle intensywne, że można było rozważyć próbę stworzenia w miarę wydajnego układu. Zaprojektowany przez naukowców generator ma też tę zaletę, że działa również za dnia, kiedy ogniwa mocno się nagrzewają. W efekcie poprawia to ich dzienną efektywność.
Pozostaje oczywiście pytanie, jak wiele można zyskać dzięki, jakby nie patrzeć dość mocnemu skomplikowaniu całej konstrukcji paneli. Naukowcy po testach poinformowali, że dzięki ich „upgrade'owi” panel wyprodukowały o 10 - 100 mW/m2 w nocy z zależności od miejsca i warunków. Jako uśrednioną wartość dla „typowych” warunków naukowcy wyliczyli 50 mW/m2.
W dzień modyfikacja miała przynosić średnio 1,3 W/m2, co jak opisano w preprincie badania przekładało się to na 1% wzrost wydajności ogniw w szczytowych momentach w południowym słońcu. Jak widzicie, nie są to wartości, o które warto byłoby się bić w warunkach, gdy budowa generatora komplikacje spore technologiczno-produkcyjne, wysokie koszty, ale i dodatkowo znacznie zwiększa masę.
Z pewnością część osób powie w tym momencie, że jest to kolejny przykład na to, jak bezsensownie wydawane są granty naukowe (tutaj sponsorem był Departament Energii Stanów Zjednoczonych). Pozwolę się z tym nie zgodzić. Wiele badań wyglądających początkowo na niezbyt rokujące, przynosiło bardzo dobre efekty, choć czasem nie wprost.
Projekty typu proof-of-concept też mają swoją wartość. Większość takich badań po pierwsze pogłębia naszą wiedzę na temat danego zjawiska. Naukowcy znajdują w ten sposób „wąskie gardła” blokujące efektywne wykorzystanie danej technologii, a w wielu przypadkach opracowane rozwiązania okazują się przydatne w innych miejscach, niż te, dla których były projektowana.
W tym konkretnym przypadku może się okazać, że w najbliższym czasie ktoś wymyśli lekkie i tanie materiały umożliwiające praktycznie bezkosztową modyfikację ogniw już na etapie produkcji i ten 1 - 2% efektywności okaże się bardzo miłym dodatkiem. Moim zdaniem szanse na to mogą pojawić się dzięki coraz szybciej rozwijającym się nanotechnologiom.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
