V roce 2022 se vědcům z Univerzity Nového Jižního Walesu podařil průlom ve výrobě solární elektřiny díky panelu, který je schopen pracovat i v noci. Koncept solárního systému, který pracuje bez slunečního světla, může působit neuvěřitelně, ale technologie využívá teplo vyzařované po západu slunce ve formě infračerveného světla. Jejich nejnovější pokroky zahrnují přenesení technologie do vesmíru a důsledky pro obnovitelnou energii jsou obrovské.
V roce 2022 přišel tým výzkumníků a vědců z UNSW na to, jak získávat obnovitelnou sluneční energii v noci, a tato technologie se připravuje k vyslání do vesmíru. Elektřina se vyrábí z tepla vyzařovaného do vesmíru v podobě infračerveného světla, kterým se Země ochlazuje po západu Slunce. Termokamera odhaluje červené, bílé a žluté oblasti, které ukazují pole tepla vyzařovaného do vesmíru jako infračervené světlo. K výrobě energie z vyzařování infračerveného světla bylo použito polovodičové zařízení složené z materiálů, které se nacházejí v brýlích pro noční vidění, nazývané termoradiativní dioda.
Problém spočíval v tom, že množství generované energie bylo 100 000krát menší než u standardního solárního panelu, ale podle vedoucího týmu UNSW profesora Neda Ekinse-Daukese šlo o „jednoznačnou demonstraci elektrické energie“. Zjištění týmu potvrzují dříve teoretický proces, což je v této oblasti vzrušující pokrok. Od té doby začal tým pracovat na novém materiálu, který se snadněji vyrábí. Ve vesmíru se poprvé uplatňuje další technologická inovace spočívající v přenosu sluneční energie na Zemi pomocí laseru a její důsledky pro využití energie jsou vzrušující.
Využití nové technologie ve vesmíru
Nová infračervená solární technologie se připravuje pro použití ve vesmíru. Na Mezinárodní vesmírné stanici, která se nachází v oblasti nízké oběžné dráhy Země, je den, který trvá 90 minut, kdy je napůl denní světlo a napůl tma. Kosmické lodě v této oblasti vesmíru musí být přes den napájeny solárními články, ale v noci bateriemi. Nová technologie umožní vyrábět energii pro kosmickou loď, aby byla schopna fungovat i ve tmě.
„První křemíkové solární články byly předvedeny v roce 1953 a v roce 1958 byly použity na první družici poháněné sluneční energií. Nyní vyrábíme velmi velké množství elektřiny ze sluneční energie pro naše domácnosti pomocí křemíkových solárních článků, tedy té technologie, která byla poprvé použita ve vesmíru. Podobným způsobem hodláme v příštích dvou letech vyslat do vesmíru termoradiační diodu,“ uvedl profesor Ekins-Daukes.
Systém využívá termoradiativních principů
Nová technologie z UNSW funguje na principu termoradiativní výroby energie. Tento systém využívá teplotního rozdílu mezi povrchem Země a chladem vesmíru. Všechny objekty včetně Země vyzařují infračervené záření.
Nová technologie spočívá v zachycování tohoto vycházejícího záření a jeho přeměně na elektřinu. Nedílnou součástí tohoto systému je polovodič speciálně navržený k zachycení této vyzařované tepelné energie ve formě infračerveného světla. To pak generuje elektrický proud. Profesor Ned Ekins-Daukes vysvětlil:
„Udělali jsme polovodičové zařízení, které využívá sálavé teplo, jež opouští Zemi, a při vyzařování tohoto světla generuje elektřinu.“
Inspirací byly brýle pro noční vidění
Výzkumný tým vysvětlil, že polovodičové zařízení je druh termoradiativní diody, která využívá materiály podobné těm, které se nacházejí v brýlích pro noční vidění. Dr. Phoebe Pearceová, jedna z výzkumných pracovnic projektu, poskytla další informace:
„Stejně jako solární článek může vyrábět elektřinu pohlcováním slunečního světla vyzařovaného z velmi horkého slunce, termoradiativní dioda vyrábí elektřinu vyzařováním infračerveného světla do chladnějšího prostředí. V obou případech nám rozdíl teplot umožňuje vyrábět elektřinu.“
Společnost First Solar, která se zaměřuje na obnovitelné zdroje energie, představila inovaci – první bifaciální solární panel na světě.