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技术进步,“反太阳能”电池板在夜间持续供电
返回列表 来源: 发布日期: 2020.08.28 浏览次数:

科学家们正在努力研制一种“反太阳能”电池,即使没有太阳,这种电池可以在夜间收集能量。这种技术不是像普通的太阳能电池板那样吸收太阳光并将其转化为电能,而是反向工作。


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在晚上,当太阳能电池板没有吸收到的热量时,仍然有我们可以利用的输出热量。通过将一块暖气板指向太空的冷阱,这种热量开始以不可见的红外光向外辐射。这被称为辐射冷却,如果这些散发出来的热量能够得到合理利用,那么它可以在夜间为我们的城市提供廉价的照明。白天储存太阳能是一个相对昂贵的提议,所以直接在夜间发电可以帮助减少这种负荷。

利用热电发电机的热力学模型,斯坦福大学的科学家们已经在屋顶上找到了一个概念证明,理论上可以在不需要电池或外部能源的情况下每平方米产生2.2瓦特的电能。虽然其他人也尝试过类似的夜间电池,但这种特殊的设计可以产生120倍的能量。事实上,它几乎与卡诺热机的性能相当,卡诺热机是“完美”发动机的理论热力学极限。

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这一概念是基于现有的技术,它将辐射冷却与热电发电机相结合并加以优化——热电发电机只占整个装置占地面积的1%,这是一个很好的可扩展性标志,因为热电发电机是系统中最昂贵的部分。使用基于真实参数的计算机模型,作者将他们优化后的模拟进行了测试。这种电池被放置在屋顶上,声称其电池的大小能在热量损失和热电转换之间实现最佳平衡。

斯坦福大学的电气工程师说:“我们正致力于开发高性能、可持续的照明发电,太阳能发电为每个人提供可靠和可持续的低成本照明能源。模块化能源还可以为各种应用中使用的离网传感器供电,并用于将汽车废热转化为可用电能。”

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当然,这些实际应用还有待实现。研究人员承认,尽管他们对夜间发电的示范是了不起的,但仍不足以满足上述许多愿望。不过,一种不依赖化石燃料燃烧来满足我们的能源需求的技术还是值得探索的。一旦实现,人类的能源将源源不绝。

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