Một tấm pin mặt trời hoạt động vào ban đêm được không?

Có vẻ như mâu thuẫn khi nói rằng các tấm pin mặt trời có thể hoạt động vào ban đêm. Tuy nhiên các nhà nghiên cứu tại trường Đại học California tại Davis đã giải mã được vấn đề này.
Theo các nhà nghiên cứu: Một tế bào quang điện được thiết kế đặc biệt có thể tạo ra công suất lên tới 50 watt trên mỗi mét vuông trong điều kiện lý tưởng vào ban đêm. Đó là khoảng 25% những gì một tấm pin mặt trời thông thường có thể tạo ra vào ban ngày.

Jeremy Munday, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính của UC Davis, và nghiên cứu sinh Tristan Deppe là đồng tác giả của ý tưởng này được xuất bản trong số ra tháng này của tờ báo ACS Photonics.

Theo Tristan Deppe và Jeremy Munday : “Một tế bào quang điện hoặc pin mặt trời thông thường (ảnh trái) hấp thụ các photon ánh sáng từ mặt trời và tạo ra dòng điện. Tế bào cảm ứng nhiệt (bên phải) tạo ra dòng điện khi nó bức xạ ánh sáng hồng ngoại (nhiệt) về phía nhiệt độ thấp hơn của bầu khí quyển. Các kỹ sư tại UC Davis đề xuất rằng những tế bào như vậy có thể tạo ra một lượng năng lượng đáng kể và giúp cân bằng lưới điện trong chu kỳ ngày-đêm."

Một tấm pin mặt trời tiêu chuẩn hấp thụ tốt nhất từ mặt trời và biến nó thành năng lượng. Munday giải thích lý do cho điều này là “một vật thể nóng hơn so với môi trường xung quanh nó sẽ tỏa nhiệt dưới dạng ánh sáng hồng ngoại. Bởi vì một tấm pin mặt trời tiêu chuẩn mát hơn nhiều so với mặt trời, nó hấp thụ ánh sáng. Ánh sáng đó gây ra một điện áp đi qua thiết bị. Dòng điện sau đó được tạo thành và tạo ra năng lượng điện . "
Mặt khác, ít nhất là không gian bên ngoài có nhiệt độ thấp hơn. Vì vậy, nếu có một vật thể ấm hướng lên bầu trời, nó sẽ tỏa nhiệt theo hướng đó. Đó là điều cơ bản cho hoạt động của thiết bị của Munday và Depp.

“Trong các tấm pin mặt trời mới, ánh sáng được phát ra và dòng điện và điện áp đi ngược chiều so với thông thường, nhưng vẫn tạo ra điện năng," Munday nói. "Bạn phải sử dụng các vật liệu khác nhau, nhưng tính chất vật lý thì giống nhau."

Nói một cách khác, những tế bào cảm ứng nhiệt này giống như tên gọi của chúng, tạo ra năng lượng bằng cách tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh chúng. Nếu người ta hướng tế bào cảm ứng nhiệt này lên bầu trời đêm, nó sẽ phát ra ánh sáng hồng ngoại - chính xác là vì nó ấm hơn không gian bên ngoài.

Munday nói: “Chúng tôi đang suy nghĩ, điều gì sẽ xảy ra nếu chúng tôi lấy một trong những thiết bị này và đặt nó vào một khu vực ấm áp và hướng nó lên bầu trời."
Chìa khóa để thực hiện tất cả hoạt động đó là bằng cách duy trì sự chênh lệch nhiệt độ giữa tế bào và bầu trời.

Munday giải thích “Kỹ thuật này không phải là mới –con người  đã vận dụng nó để làm mát vào ban đêm trong hàng trăm năm.Tuy nhiên  trong 5 năm qua, đã có rất nhiều sự quan tâm đến các thiết bị có thể làm việc này cả ngày."

Tấm pin lượng mặt trời ban đêm mới cũng có thể hoạt động vào ban ngày. Depp và Munday ước tính rằng “nếu một đơn vị [quang năng] có thể thu vào ban đêm được triển khai bên cạnh các mô-đun năng lượng mặt trời thông thường sau khi mặt trời lặn, một trang trại năng lượng mặt trời có thể sản xuất thêm 12% điện năng".

Munday và Depp đang phát triển các nguyên mẫu của các tế bào năng lượng mặt trời ban đêm này có thể tạo ra một lượng nhỏ năng lượng. Nguyên mẫu nhằm mục đích cải tiến thêm sản phẩm và làm cho sản phẩm trở nên mạnh mẽ hơn và hiệu suất lớn hơn.

Khi các thị trường toàn cầu tiếp tục hướng tới giảm thiểu carbon và con người tiếp tục đổi mới, vì thế bài báo kết luận rằng: "Mặt trời không chỉ là hướng lên bầu trời để sản xuất điện". Trong tương lai tấm pin năng lượng mặt trời có thể hoạt động vào ban đêm. Chúng ta nên hy vọng vào điều đó, niềm tin vào trí tuệ tương lai.

Trên đây là những thông tin mà Intech Energy chia sẻ, được tổng hợp từ những trang thông tin uy tín, đặc biệt từ bài nguồn: https://weather.com đăng bởi  Rachel Delia Benaim hy vọng sẽ hữu ích cho bạn đọc.

Trân trọng cảm ơn!

Bài viết tham khảo khác:
Năng lượng tái tạo là gì?

Công thức tính hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời
Pin Li-ion là gì? Tại sao nó lại phổ biến như vậy?