D1-kifpool

موفقیت پژوهشگران در تولید انرژی برق از آسمان شب

یک‌شنبه ۲۲ اردیبهشت ۱۳۹۸ - ۰۴:۱۵
مطالعه 3 دقیقه
پژوهشگران در آزمایشی جالب‌‌ توانستند ثابت کنند علاوه‌بر تولید انرژی خورشیدی در روز، می‌‌توان از آسمان شب هم انرژی تولید کرد.
تبلیغات
D4-mci

تفاوت دمایی شدیدی میان فضای سرد خارج از جوّ و اتمسفر نسبتا مطبوع زمین وجود دارد. دانشمندان می‌گویند با استفاده از همان فناوری به‌‌کاررفته در پنل‌‌های خورشیدی، می‌‌توان از این اختلاف دما برای تولید برق استفاده کرد.

تفاوت اصلی روش پیشنهادی تازه با فناوری رایج در سلول‌‌های خورشیدی (فتوولتائیک) در آن است که روش جدید می‌‌تواند در طول شب به تولید خود ادامه دهد. این، به‌‌معنای معرفی منبع بالقوه‌‌ی تازه‌‌ای برای انرژی‌‌های تجدیدپذیر است که می‌‌تواند به‌‌شکلی پیوسته و فارغ از شرایط آب‌‌و‌‌هوایی کارایی خود را حفظ کند. پنل‌های خورشیدی معمولا متشکل از سلول‌‌های کوچکی از مواد نیمه‌‌رسانا به‌‌شکل دیودهای نوری هستند که می‌‌توانند انرژی فوتون‌‌های نور دریافتی از خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

در روش پیشنهادی، این دیودهای نوری به‌‌شکلی معکوس عمل خواهند کرد: وقتی فوتون‌‌ها به‌‌صورت تشعشعات فروسرخ از سطح سیستم به فضا ساطع می‌‌شوند، مقدار اندکی انرژی از خود به‌‌جای خواهند گذاشت.

تولید انرژی برق در شب

نمای شماتیک از نحوه‌‌ی تولید الکتریسیته به‌وسیله‌ی یک دیود نوری در حالت عادی و معکوس

بدین‌ترتیب، سیستم پیشنهادی می‌‌تواند از سازوکاری جالب که پژوهشگران از آن به‌‌عنوان «اثر نوری منفی» یاد می‌‌کنند، برای تولید انرژی از تشعشعات گرمایی بازتاب‌‌شده به فضا بهره ببرند. دانشمندان با کمک همین سازوکار، نیمه‌‌رسانای فروسرخی رو‌ به آسمان نصب کردند تا از این بازتاب تشعشعات گرمایی، برق تولید کنند. یکی از پژوهشگران این مطالعه به‌نام شانهوی فن، از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا می‌‌گوید:

وسعت جهان، خود نوعی منبع ترمودینامیکی به‌‌شمار می‌‌آید. از دیدگاه علم فیزیک نوری، تقارن بسیار زیبایی میان مهار انرژی تشعشعات ورودی و مهار انرژی تشعشعات خروجی وجود دارد.

فن در سال گذشته، در پروژه‌‌ی تحقیقاتی دیگری همکاری داشت که به‌‌دنبال طراحی نوعی پنل خورشیدی بود و می‌توانست در‌عین‌حال که نورخورشید را جذب می‌‌کند، به گرمای اضافی اجازه دهد به‌‌شکل تشعشعات فروسرخ به فضا منعکس شود. این‌بار پژوهشگران در مطالعه‌‌ای جدید نشان داده‌اند این «برداشت انرژی از آسمان» می‌تواند مقادیر درخورتوجهی انرژی الکتریکی تولید کند؛ هرچند بسیار زود است که بتوانیم از این انرژی به‌‌صورت تجاری بهره‌‌برداری کنیم.

در آزمایش‌های صورت‌‌گرفته، آن‌ها توانستند ۶۴ نانووات انرژی از هر مترمربع دریافت کنند. هرچند این میزان انرژی واقعا ناچیز است، مدرکی دال بر اثبات ادعای تازه محسوب می‌‌شود. ازلحاظ نظری، درصورت استفاده از مواد مناسب در شرایط مساعد، قابلیت استحصال انرژی معادل یک‌میلیون برابر مقدار فعلی (یعنی چهار وات در هر متربع) وجود خواهد داشت. ماساشی اونو، یکی از اعضای تیم پژوهشی در دانشگاه استنفورد می‌‌گوید:

میزان توان استخراج‌کردنی ما در مقطع فعلی، بسیار کمتر از حد نظری تعیین‌‌ شده است.
تولید انرژی برق در شب

طرحی کلی از سازوکار دیود نوری فروسرخ به‌‌کاررفته در آزمایش اخیر

با درنظرگرفتن این نکته که پنل‌های خورشیدی امروزی توانایی تولید ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات انرژی خورشیدی را در ازای هر مترمربع دارند، می‌توان این‌‌گونه استنباط کرد که هنوز راهی بسیار طولانی تا تجاری‌‌سازی این ایده در پیش است. بااین‌حال، حتی این فناوری در ابتدایی‌‌ترین شکل ممکن خود هم قابلیت راه‌‌اندازی تجهیزات و ماشین‌‌های کم‌‌مصرف را در طول شب خواهد داشت. البته، قرار نیست هر منبع تجدیدپذیر جدیدی انرژی یک شهر را تأمین کند.

اکنون که پژوهشگران ثابت کرده‌اند این ایده عملی است؛ پس تنها مشکل پیش رو، افزایش بازدهی و بهبود کارایی این فناوری است. اگر این ایده همچنان بتواند امیدوارکننده باقی بماند، در آینده می‌‌توان از آن برای جذب و تبدیل انرژی حرارتی مازاد تولید‌‌شده‌ی ماشین‌‌آلات دیگر (بازیافت انرژی حرارتی صنایع) نیز بهره برد. پژوهشگران در مقاله‌‌ی منتشرشده این‌‌گونه می‌‌نویسند که پیش‌‌از‌‌این، هرگز موردی مبنی‌‌بر تولید مستقیم انرژی از آسمان به‌‌کمک یک دیود گزارش نشده بود. آن‌ها می‌افزایند:

نتایج ما به روش نوینی از برداشت انرژی از آسمان شب با استفاده‌‌ی مستقیم از سرمای فضای خارج از جوّ اشاره می‌کند.

این پژوهش در مجموعه مقالات Applied Physics منتشر شده است.

مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
یک مرد خندان از نمای رو به رو
میلیونر خودساخته از اشتباه بزرگ ۹۰ درصد مردم می‌گوید

یک میلیونر خودساخته، چندین راهکار مؤثر برای کاهش هزینه‌های مردم ارائه می‌دهد.

27
یک روز پیش
چطور آیفون گم‌ شده یا دزدیده شده را پیدا کنیم؟

یکی از امکانات امنیتی و مهم گوشی‌های هوشمند، قابلیت ردیابی و کنترل آن‌ها از راه دور است؛ اما چطور باید آن را فعال و استفاده کرد؟

18
10 ساعت پیش
سه پسر جوان نشسته روی صندلی در حال نگاه به دوربین
استارتاپ تحت مدیریت جوان ۲۱ ساله، ۲ میلیارد دلار ارزش‌گذاری شد

Mercor، استارتاپ هوش مصنوعی تحت مدیریت جوانی ۲۱ ساله، به ارزش دو میلیارد دلاری رسید.

24
یک روز پیش
طراحی قسمت جلوی گلکسی A54
گلکسی A54 سامسونگ حالا گوشی ایمن‌تری است

آپدیت نرم‌افزاری جدید سامسونگ، مشکلات ایمنی گوشی گلکسی A54 را برطرف خواهد کرد.

30
2 روز پیش
فراموشی رمز عبور Two Step Verification در تلگرام
چگونه تأیید دو مرحله‌ ای تلگرام را فعال کنیم و اگر رمز تلگرام را فراموش کردیم چه کنیم؟

Two Step Verification یکی از بهترین قابلیت‌های تلگرام است که توسط رمز عبور اضافه، باعث افزایش امنیت و جلوگیری از دسترسی افراد دیگر به حساب شما ...

9
یک روز پیش
لوگو اینستاگرام تردز / Instagram Threads روی آیفون ۱۳ پرو مکس
تردز چیست؛ تمام قابلیت های Threads، شبکه اجتماعی متنی اینستاگرام

اپلیکیشن جنجالی تردز از زمان انتشار سروصدای زیادی به‌پا کرده است؛ اما تردز چیست؟ با نحوه استفاده، دانلود و همه چیز درمورد Threads آشنا شوید.

9
4 ساعت پیش
سرویس دهنده های اینترنت ایران
مقایسه تعرفه اینترنت ADSL، فیبرنوری و TDLTE؛ از زیتل و پیشگامان تا شاتل و مبین‌نت

در این مطلب، تعرفه‌ی سرویس‌‌های مختلف اینترنت از ADSL تا TDLTE و VDSL را مقایسه و به نکات مهم در خرید بهترین اینترنت خانگی اشاره می‌کنیم.

732
6 ساعت پیش

نظرات

0 دیدگاه ثبت شده، نظر تو چیه؟

برای درج نظر وارد شو یا ثبت‌نام کن

با چشم باز خرید کنید
زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند
ورود به بخش محصولات