Термоэлектрический генератор собирает возобновляемую энергию из космоса

Как бы ни были эффективны солнечные батареи, одним из их основных недостатков является то, что они производят электроэнергию только в течение дня. Поэтому инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали прототип устройства, которое работает практически противоположным образом, собирая энергию с холодного ночного неба.

Устройство работает по термоэлектрическому принципу, где электрический ток создается за счет разности температур между двумя поверхностями. Этот принцип не нов, однако новое термоэлектрическое устройство также использовало еще одно явление, называемое радиационным охлаждением.

Термоэлектрический генератор. Изображение: Aaswath Raman

Процесс радиационного охлаждения часто наблюдается на поверхностях, которые обращены к небу. Ночью они могут стать холоднее окружающего воздуха, потому что излучают тепло прямо в космос. В прошлом эксперименты с радиационным охлаждением зданий были весьма многообещающими и не требовали использования энергии.

Таким образом, исследователи UCLA объединили эти два принципа для создания своего термоэлектрического генератора. Устройство выполнено из алюминиевого диска, окрашенного в черный цвет, который находится в полистирольном корпусе, обернутом алюминизированным майларом. Это сохраняет воздух внутри относительно теплым, в то время как диск остается холодным из-за того, что он обращен к небу.

Диаграмма, демонстрирующая, как работает термоэлектрический генератор для производства энергии ночью. Изображение: Aaswath Raman

Термоэлектрический модуль использует разницу температур между диском и окружающим воздухом для выработки электроэнергии. Подключив устройство к преобразователю повышения напряжения, инженеры добились, чтобы светодиод, питаемый полученной энергией, светил всю ночь.

Команда провела тестирование устройства на крыше в течение ночи и измеряла мощность генератора в течение шести часов. Они выяснили, что оно производит 25 мВт энергии на м². Конечно, это совсем не много, однако исследователи говорят, что мощность устройства можно легко увеличить до 0,5 Вт/м².

В идеале этот вид термоэлектрического генератора можно использовать вместе с солнечными батареями, чтобы две системы работали круглосуточно.

Исследование было опубликовано в журнале Joule