Utile quanto la moderna tecnologia dei pannelli solari nella ricerca umana di passare alle energie rinnovabili, tali pannelli non possono generare elettricità di notte.
Ora, una nuova ricerca suggerisce che potrebbe essere possibile progettare pannelli in grado di funzionare 24 ore su 24.
In condizioni ottimali di notte, queste celle fotovoltaiche appositamente progettate possono generare fino a un quarto dell'energia che generano durante il giorno, secondo la ricerca.
Per ottenere ciò, sono necessari elementi di radiazione termica: dispositivi che generano energia attraverso il raffreddamento della radiazione quando la radiazione infrarossa o termica lascia l'elemento e produce una piccola quantità di energia nel processo.
Gli elementi termo-radianti sono già in fase di sperimentazione in settori come la produzione e l'ingegneria meccanica dove vengono utilizzati per convertire il calore di scarto, come le alte temperature generate dai motori.
Nel caso di un pannello solare di notte, l'uso di tali celle è il modo per utilizzare questo processo.
“Abbiamo pensato che se prendessimo uno di questi dispositivi, lo mettessimo in un luogo caldo e lo puntassimo verso il cielo”, dice l'ingegnere elettrico e scienziato informatico Jeremy Munday dell'Università della California a Davis.
Per ottenere questo effetto utilizzando la radiazione infrarossa, abbiamo bisogno di diversi tipi di materiali per i pannelli solari convenzionali, che tendono a concentrarsi sulla luce visibile.
Il passo successivo è capire quale combinazione di materiali ed elettronica può creare un pannello efficace che può utilizzare il cielo notturno e l'ambiente circostante come un radiatore.
“Una tipica cella solare genera energia assorbendo la luce solare, che fa apparire tensione e corrente sul dispositivo”, afferma Munday. “In questi nuovi dispositivi, la luce viene emessa e la corrente e la tensione vanno nella direzione opposta, ma si genera comunque energia”.
“Devi usare materiali diversi, ma la fisica è la stessa.”
Secondo i calcoli dei ricercatori, i pannelli solari possono produrre fino a 50 watt di elettricità per metro quadrato in condizioni ideali.
Questa è un'idea che viene esplorata da diversi gruppi di ricerca. L'anno scorso abbiamo visto un sistema sperimentale creato dagli scienziati della Stanford University che utilizzava anche lo squilibrio termico tra il cielo notturno e la Terra per generare elettricità dalla radiazione infrarossa.
Sebbene la strada da percorrere per ridimensionare correttamente questa tecnologia e applicarla nella pratica sia ancora lunga, Mandei ei suoi colleghi stanno attualmente sviluppando prototipi, ma è un modo potenzialmente relativamente economico ed economico per mantenere i pannelli solari operativi 24 ore al giorno.
“Lo spazio profondo offre un intrigante dissipatore di calore a bassa temperatura in grado di fornire energia giorno e notte attraverso l'uso intelligente della fotonica, dell'ottica e della scienza dei materiali”, concludono i ricercatori nel loro articolo.
Lo studio è stato pubblicato su ACS Photonics.
