„Слънчевата енергия през нощта“ може един ден да захранва сателити

Вижте всички тематики Връзката е копирана! Следвайте

Блестящо във водата, попиващо в кожата и пясъка, слънчевата светлина е част от идентичността на Австралия. А в Сидни слънчевите учени се пробват да впрегнат силата на слънцето, с цел да създават сила – само че не по метода, по който бихте очаквали.

„ Ние работим върху създаването на устройства, които генерират електричество, като излъчват светлина, вместо да я гълтам “, споделя Джейми Хенсън, следдипломен студент в Университета на Нов Южен Уелс (UNSW). „ Това е като противоположен безоблачен панел “, прибавя той.

Хансън е един от екипа от откриватели в Училището по фотоволтаична и възобновима сила към университета, които търсят нови способи за произвеждане на сила от слънчева сила - в това число след залез слънце.

Енергията, която е била погълната от Земята от слънцето денем, се освобождава през нощта като инфрачервено излъчване - тип светлина, невидима за човешкото око, само че усещана като топлота. Изследователите от UNSW работят върху полупроводник, наименуван терморадиационен диод, който може да преобразува това инфрачервено излъчване в електричество.

„ Ако трябваше да погледнете Земята през нощта, това, което бихте видели с инфрачервена камера, е светенето на Земята “, споделя професор Нед Екинс-Даукс, който управлява екипа в UNSW. „ Това, което се случва, е, че Земята излъчва топлота в студената галактика “, прибавя той.

Учените от UNSW не бяха първите, които създадоха терморадиационен диод. Но, като се основава на работата от университетите Харвард и Станфорд в Съединени американски щати, екипът беше първият, който непосредствено показва електрическа сила от едно от тези устройства през 2022 година

Засега устройството може да генерира единствено доста малко количество електрическа енергия - към 100 000 пъти по-малко от това на стандартен безоблачен панел.

„ Достатъчно е да захранвате цифров часовник Casio от топлината на вашето тяло “, споделя Екинс-Даукс, обяснявайки, че това, което дефинира количеството сила, което диодът може да генерира, е температурната разлика сред източника на топлота и околната среда.

Дори да работи при оптимална успеваемост, Ekins-Daukes споделя, че на Земята диодът може да генерира електричество с компактност на мощността единствено един ват на квадратен метър.

Това е по този начин, тъй като водните пари и газове като въглероден диоксид в атмосферата също всмукват топлота от слънцето, намалявайки температурната разлика сред повърхността на Земята и нощното небе.

Но, както го вижда Ekins-Daukes, същинският капацитет за тази технология е в космоса, където неналичието на атмосфера обезпечава доста по-хладна околна среда, в която диодът да работи.

Той се надява технологията да се употребява за обезпечаване на електричество на спътниците. Те нормално се зареждат от слънчеви панели, само че Ekins-Daukes акцентира, че това има ограничавания, най-много в интервали, когато спътникът не е на директна слънчева светлина.

„ Особено в по-ниска орбита … имате 45 минути слънчева светлина и по-късно 45 минути мрачевина “, споделя той. " Очевидно вашият безоблачен панел работи единствено когато слънцето грее. Така че опцията тук е... (да) употребявате други повърхности на галактическия транспортен съд, не с цел да го захранвате напълно, а за обезпечаване на някакво спомагателно зареждане ", изяснява той.

Диодът ще генерира електричество от топлината, погълната от спътника, до момента в който се вижда от слънцето, защото то се излъчва в „ необикновено студено “ пространство по време на интервали на мрачевина, споделя Екинс-Даукс.

Понастоящем по време на мрачевина спътниците се зареждат от батерия, която се зарежда по време на интервали на слънчева светлина, само че Ekins-Daukes споделя, че диодите съставляват „ опция … да се изцеди малко повече сила от повърхността на спътника “.

„ Има наклонност в галактическите технологии да се вършат по-малки спътници, които летят в по-ниски орбити, само че резервират същата функционалност като по-големите “, споделя той. „ Именно заради тази причина терморадиационният диод може да бъде потребен – той е лек и генерира сила от неизползвани повърхности. “

Екипът възнамерява тази година тестов полет с балон, който ще им разреши да тестват технологията в космоса за първи път.

Диоди за дълбокия космос

Д-р Джефри Ландис, академик, работещ върху терморадиационни технологии в изследователския център на НАСА Джон Глен, споделя, че технологията може да работи за спътници с ниска орбита, само че би била потребна единствено в случай че може да се направи на „ доста, доста ниска цена “.

„ Батериите са евтини “, споделя той. „ Бихте могли да помислите за потребление на терморадиационен диод, само че евентуално ще бъде по-скъпо от елементарното потребление на акумулатори за 45 минути “, прибавя той.

Вместо това проучванията на Ландис се концентрират върху потреблението на терморадиационни диоди за спътници в дълбоки галактически задачи до външните планети на Слънчевата система или наземни роувъри в непрекъснато засенчени райони на Луната.

Понастоящем такива задачи се зареждат от специфични термоелектрически генератори, които преобразуват топлината - създадена от разпадането на радиоактивен изотоп, като плутоний - в електричество.

" Тези неща са тежки. Те са към 45 кг, размерът им е към 200 литра... Те са доста скъпи и са непокътнати за огромни, водещи задачи, тъй като би трябвало да създадем плутоний - мъчно е да се направи, скъпо е да се направи и е необичаен запас ", споделя доктор Стивън Поли, който работи с Ландис в НАСА.