Anti-solární panely: Obrácená fotovoltaika vyrábí elektřinu i v noci

Vypadá to jako vtip, ale je to pravda. Vědci se snaží prolomit jednu z největších bariér solárních elektráren, a tou je závislost na slunečním záření. Vyvíjejí takový typ solárního článku, který nebude vyrábět elektřinu jenom během dne, ale také v noci. Princip výroby elektřiny je stejný jako u klasického solárního panelu. Jen funguje opačně.

Slunce je nekonečnou zásobárnou energie. Z pohledu současné energetiky bohužel trpí řadou nevýhod, jako je skutečnost, že jej máme k dispozici pouze během dne a za příznivého počasí. Nová studie výzkumníků z Institutu pro výzkum v oblasti elektroniky a aplikované fyziky (IREAP) ale ukazuje zvláštní druh fotovoltaického materiálu, který by mohl vyrábět elektřinu i v noci. Takzvané “anti-solární” články by mohly způsobit revoluci ve využití obnovitelných zdrojů.

Výzkum, který vedou Tristan Deppe a profesor Jeremy Munday z Kalifornské Univerzity se nedávno objevil ve vědeckém časopisu ACS Photonic. Podle jejich koncepčního dokumentu by speciálně navržená fotovoltaická buňka mohla za ideálních podmínek v noci generovat až 50 wattů na metr čtvereční. To je zhruba čtvrtinový výkon klasického solárního článku. Munday vyvíjí prototypy nočních solárních článků už několik let. Vědci nyní věří, že zlepší výkon a efektivitu celého zařízení.

Proces výroby elektřiny anti-solárního článku je podobný tomu, jak funguje normální solární článek. Jen je všechno naopak.  V klasických solárních článcích využívá vrstva křemíku teplotní rozdíly, aby absorbovala světlo ze Slunce a přeměnila jej na elektrické náboje. Anti-solární článek také pracuje s teplotními rozdíly. Ale teplo naopak vyzařuje, a to v podobě infračerveného světla. A opět vzniká elektřina.

Výroba energie vyzařováním tepla

Vesmír je opravdu hodně chladný, takže pokud teplý předmět nasměrujeme na oblohu, bude k němu vyzařovat teplo. Lidé používají tento jev pro noční chlazení po stovky let. A Munday tento jev použil i při výzkumech svého nočního anti-solárního článku. Spojil ho navíc s dalším zařízením – takzvanou termoradiční buňkou, která generuje energii vyzařováním tepla do okolí. Vědci zkoumají jejich využití k zachycení odpadního tepla z motorů.

“Přemýšleli jsme co se stane, když vezmeme jedno z těchto zařízení, vložíme ho do teplé oblasti a namíříme to na oblohu,” vysvětluje Munday počátky celého výzkumu. Termoradiční buňka namířená na noční oblohu by v takovém případě vydávala infračervené světlo, protože je teplejší než vesmír.

“Klasický solární článek vyrábí energii absorbováním slunečního světla, které způsobuje, že se v zařízení objeví napětí a elektrický proud. V našich nových zařízeních je místo toho vyzařováno světlo. Proud a napětí jdou opačným směrem, ale stále generujeme energii,” Vysvětluje Munday. “Musíte použít různé materiály, ale fyzika zůstává stejná.”

Jestli bude novinka fungovat ve spojení s klasickými solárními panely zatím není jasné. Už teď se ale ví, že anti-solární panely mohou vyrábět elektřinu nejen v noci, ale i ve dne. Stačí panely zastínit nebo je namířit na opačnou stranu než dopadají sluneční paprsky.