الطاقة من سماء الليل – انقلبت الخلايا الشمسية رأسًا على عقب
اكتشف العلماء مؤخرًا طريقة لتشغيل مصباح LED من خلال الاستفادة من برودة الليل. كان هناك نموذج أولي للنظير للطاقة الشمسية على سطح حرم ستانفورد تم اختباره في كاليفورنيا. يمكن لنسخة أكبر من مولد الطاقة الليلي هذا أن تتمكن من إضاءة الغرف في يوم ما ، أو شحن الهواتف المحمولة ، أو تشغيل الأجهزة الإلكترونية الأخرى في المناطق النائية أو فقيرة الموارد حيث تنقص الطاقة في الليل. لذا فإن الطاقة القادمة من سماء الليل يمكن أن تصبح قريبًا حقيقة يومية.
الخلايا الشمسية غير نشطة بعد غروب الشمس
كيف يمكنك الحصول على الطاقة من سماء الليل؟?
يوجد في قلب النموذج الأولي مولد كهربائي حراري يولد الكهرباء عندما يكون أحد جوانبه أكثر برودة من الآخر. يبدو قليلاً مثل الخيال العلمي ، لكنه يستمد الإلهام من العمليات الطبيعية. الجانب المواجه للسماء متصل بلوح من الألومنيوم محكم الغلق تحت غطاء شفاف ومُحاط بالعزل لإبقاء الحرارة بعيدًا.
تظل هذه اللوحة أكثر برودة من الهواء المحيط عن طريق إطلاق الحرارة الممتصة كأشعة تحت الحمراء. هناك طريقة مماثلة تعمل أيضًا على تشغيل مركبة Curiosity Rover التابعة لناسا على المريخ. يقوم المولد الكهروحراري الخاص به بسحب الحرارة من إشعاع البلوتونيوم.
في الواقع ، هذه الطاقة من سماء الليل هي عملية طبيعية مائة بالمائة. إذا لم تكن هناك غيوم في الليل لحبس الحرارة ، يمكن للأجسام أن تصل إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهواء المحيط. هذا هو بالضبط سبب تجميد العشب في صباح خريفي صافٍ ، حتى عندما تكون درجة حرارة الهواء أعلى من نقطة التجمد. لقد استغل البشر هذا التأثير لآلاف السنين. قبل ستة آلاف عام ، في ما يُعرف الآن بإيران وأفغانستان ، بنى الفرس هياكل ضخمة على شكل خلية نحل تسمى yakhchal (بيت الجليد) والتي استخدمت تأثير التبريد السلبي هذا لإنشاء وتخزين الجليد في الصحراء.
جليد في الصحراء؟ نعم ، بهذه الحيلة الذكية!
اختبار ناجح لنموذج أولي
اختبر المهندس وي لي وزملاؤه من جامعة ستانفورد نموذجًا أوليًا بطول 20 سم من أجهزتهم في ليلة صافية من شهر ديسمبر. أنتج المولد حوالي 25 ملي واط من الطاقة لكل متر مربع – وهو ما يكفي لتشغيل مصباح LED صغير. يقدر الفريق أن المزيد من التحسينات في التصميم ، مثل عزل الصفيحة الباردة بشكل أفضل ، يمكن أن تزيد الإنتاج إلى 0.5 واط على الأقل لكل متر مربع..
يكون توليد الطاقة دائمًا أقل بكثير من الخلايا الشمسية ، التي تنتج عادةً 100 واط على الأقل لكل متر مربع. ومع ذلك ، يمكن أن يكون هذا المولد الليلي مفيدًا للغاية لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ أو للأشخاص الذين لا يعتمدون على الشبكة. يخطط الفريق لاستخدام المولد لتشغيل محطات الطقس البعيدة أو لأجهزة الاستشعار البيئية الأخرى. يمكن أن يكون هذا فعالًا بشكل خاص في المناطق القطبية حيث لا يشرق ضوء الشمس لعدة أشهر.
يقال إن الجهاز أرخص بكثير من الخلايا الشمسية
في حالات الطوارئ ، حتى أصغر كميات الكهرباء يمكن أن تكون حيوية
