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科学家开发出“反向太阳能电池”:黑暗中也能持续发电 使用寿命更长

加利福尼亚的科学家们开发了一种“反向凯时国际娱乐下载太阳能电池”设备,该设备能够运用夜间从地上流入太空的能量为家用电器等供电。这项技能能够添补仅在白日作业的太阳能电池板所留下的空白。

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(图文无关)

一般太阳能电池板的一个问题是,它们仅在阳光普照的白日才发电,因而夜晚就成为了发生动力的“空窗期”。在这段大致占有一天中三分之一的绵长时间里,假如用电池来替上,本钱之高清楚明了。关于那些日子中偏远区域或无法担负额定电池费用的开展我国家的人们来说,这成为了一大问题。

科学家们研宣布的这种本钱极低的新式计划,实际上是经过从黑私自捕获能量,然后像太阳能电池板那样作业。他们运用太阳和地球之间的温差来发明可用的能量。

该研讨本年9月宣布在同行评定的《焦耳》(Joule)杂志上。

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运用热量散失到夜空

加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学的研讨人员运用了称为辐射冷却(radiative cooling)的原理。该原理能够运用在晚上,首要是由于地球将热量辐射到白日吸收的空间中。这个进程实际上或许导致地上变得比空气更冷,这便是当气温依然高于冰点时,夜晚在草地上构成霜冻的方法。由于露出于夜空的物体与用来发电的空气之间存在温差,它就发挥作用了。

这一概念背面的技能十分简略,预估只需花费约30美元。他们制造的热电模块由一个类似于鞋盒巨细的聚苯乙烯泡沫塑料盒组成。它被铝资料掩盖,外部漆成黑色的金属盘面朝上,内部是铝块——用来充任“热发射器”。可是,要害组件是将磁盘和块耦合的商用热电发电机。

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(上图为热电发电机的示意图,该发电机运用温度差来发生可再生电力,而无需自动输入热量。 图源:Joule杂志)

热量从地上入空气,经过盒子底部的一个小铝块进入圆盘,然后将热量向上辐射到空气中。

热电发电机或热电偶是固态设备,当热量从一侧传递到另一侧时会发电。它们的运用规划很广,从小型温度传感器到经过烟囱中发生的废热发生动力的设备,再到由体热发生电能的设备都包括在内。

该技能也已用于日光太暗而无法供给满意功率的深空探测器。它们是放射性同位素热电发生器(RTG)中的要害组件。RTG运用一小块放射性物质来发生热量,这些热量会由热电资料转化为电能。这些设备为机器人供给了动力,例如火星上的“猎奇号”周游车,前往土星的卡西尼号飞翔使命以及双子航海家号,它们将运转数十年,探究太阳系的外围。

现在还只能点亮LED灯泡

热源是什么都没有联系,并且发生电流不需要很大的温差。

泡沫盒设备放在加利福尼亚州斯坦福市的屋顶上。在12月的晴朗夜晚,继续了六个多小时,空气和黑色金属之间的温度差仅为几度。这发生了0.8毫瓦的峰值功率,这仅仅一天中平等尺度的太阳能电池板可发生的电能的很小一部分。但这足以点亮LED灯泡,并证明了能够从黑私自发生光的概念。

科学家们说,经过改善和扩展规划,大型设备能够以完全无源的方法为夜间照明,或为电子设备充电供给满意的清洁电力。研讨人员宣称,在更高的绝缘和更枯燥的气候条件下,他们将能够使每平方米磁盘的功率到达0.5瓦。

热力电能不能满意咱们一切的夜间动力需求,可是它们能够在开展我国家和边远区域供给低本钱的清洁动力。并且它们的寿数不受电池的约束。

另一方面,前期测验标明该设备每平方米只发生了细小的64纳瓦功率。相比之下,太阳能电池板的平均功率要比这高出十亿倍,因而这一研讨实际上还有很长的路要走。

该项目标明,地球上发生清洁动力的手法还有很大探究空间。甚至在晚上,能量也以多种形式存在于咱们周围。咱们只需要立异的方法来捕获它。

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