טכנולוגיה מתחדשת חדשה לגמרי רותמת חשמל מהלילה הקר והחשוך

(idizimage/iStock)

לפני שנתיים, לילה קפוא אחד בדצמבר על גג קליפורניה, זרחה אור קטנטן חלש עם מעט עזרה מאוויר הלילה הקפוא. זה לא היה זוהר בהיר במיוחד. אבל זה הספיק כדי להדגים את האפשרות לייצר חשמל מתחדש לאחר שקיעת השמש.

בשיתוף פעולה עם המהנדסים של אוניברסיטת סטנפורד, Wei Li ו-Shanhui Fan, מדען החומרים של אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, Aaswatth Raman, הרכיב מכשיר שמייצר מתח על ידי תיעול החום השיורי של היום לאוויר מתקרר.

'העבודה שלנו מדגישה את ההזדמנויות הרבות שנותרו לאנרגיה על ידי ניצול הקור של החלל החיצון כמשאב אנרגיה מתחדש', אומר רמאן .

(אסוואת' רמאן)

'אנחנו חושבים שזה מהווה בסיס לטכנולוגיה משלימה לשמש. בעוד שתפוקת החשמל תמיד תהיה נמוכה משמעותית, היא יכולה לפעול בשעות שבהן תאים סולאריים לא יכולים״.

למרות כל היתרונות של אנרגיה סולארית, זה פשוט לא מקור כוח 24-7. בטח, אנחנו יכולים לאחסן את זהבסוללה ענקיתאו להשתמש בו כדילשאוב מים לתוך מאגרלמועד מאוחר יותר, אבל עד שיהיו לנו פתרונות חסכוניים יותר, הלילה הולך להיות זמן שקט לאנרגיה סולארית מתחדשת.

רובנו חוזרים הביתה מהעבודה כשהשמש שוקעת, וזה הזמן שבו דרישות האנרגיה עולות כדי לענות על הצרכים שלנו לחימום, בישול, אירוח ותאורה.

למרבה הצער, לעתים קרובות אנו פונים לדלקים מאובנים כדי להשלים את החסר. עבור אלה שחיים מחוץ לרשת, זה עשוי לדרוש הגבלת אפשרויות ולעבור ללא מעט מותרות.

Shanhui Fan מבינה היטב את הצורך במקור כוח מתחדש בשעות הלילה. הוא עבד על מספר מכשירים דומים,כולל פיסת טכנולוגיה עדכניתשהעיף את הפוטו-וולטאים על ראשו על ידי סחיטת חשמל מזוהר החום שקורן מתוך פני השטח שחומם בשמש של כוכב הלכת.

בעוד שהפריט החכם הזה הסתמך על התכונות האופטיות של חפץ חם, המכשיר האלטרנטיבי הזה עושה שימוש בישן והטוב תרמו-אלקטרי השפעה.

באמצעות חומר הנקרא צמד תרמי, מהנדסים יכולים להמיר שינוי בטמפרטורה להפרש במתח. זה דורש משהו קלוי יחסית בצד אחד ומקום לאנרגיית החום הזו לברוח אליו בצד השני.

התיאוריה היא החלק הקל - האתגר האמיתי הוא לארגן את החומרים הנכונים בצורה כזו שהם יפיקו מתח מהסביבה הקירור שלנו שעושה את זה כדאי.

כדי לצמצם עלויות, הצוות השתמש בפריטים פשוטים מהמדף, שכמעט כל אחד מאיתנו יכול היה לשים עליהם את היד בקלות.

הם הרכיבו גנרטור תרמו-אלקטרי זול וקישרו אותו עם דיסק אלומיניום שחור כדי לשפוך חום באוויר הלילה כשהיא פונה לשמים. הגנרטור הוצב בתוך מארז פוליסטירן אטום בחלון שקוף לאור אינפרא אדום, ומקושר ללדים זעירים בודדים.

(אסוואת' רמאן)

במשך שש שעות ערב אחד, התיבה הושארה להתקרר על גג בסטנפורד כשהטמפרטורה ירדה ממש מתחת לאפס. כשהחום זרם מהאדמה לשמים, הגנרטור הקטן הפיק בדיוק מספיק זרם כדי לגרום לאור להבהב לחיים.

במיטבו, המכשיר הפיק סביב 0.8 מיליוואט של הספק, המקביל ל-25 מיליוואט של הספק למ'ר.

זה יכול להיות מספיק כדי לשמור מכשיר שמיעה עובד . חברו כמה ביחד ואולי פשוט תוכלו לשעשע את החתול שלכם עם מצביע לייזר פשוט . אז אנחנו לא מדברים על כמויות עצומות של כוח.

אבל בכל הנוגע לאבות טיפוס, זו נקודת התחלה פנטסטית. הצוות מציע שעם השינויים הנכונים והתנאים הנכונים, 500 מיליוואט למ'ר לא בא בחשבון.

'מעבר לתאורה, אנו מאמינים שזו יכולה להיות גישה מאפשרת באופן נרחב לייצור חשמל המתאימה למיקומים מרוחקים, ולכל מקום בו יש צורך בייצור חשמל בלילה', אומר רמאן .

בזמן שאנחנו מחפשים רעיונות גדולים ומבריקים כדי להניע את המהפכה עבור אנרגיה מתחדשת, חשוב לוודא שאנחנו לא נותנים לפתרונות הקטנים והפשוטים יותר כמו אלה לחמוק בשקט אל תוך הלילה.

מחקר זה פורסם ב ג'אוּל .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.