Njia Muhimu za Kuchukua
- Wahandisi wamebuni mbinu ya kuzalisha umeme kutoka kwa paneli za jua nyakati za usiku.
- Mfumo hunasa mwanga wa infrared unaotoka kwenye paneli za kupoeza ili kuzalisha kiasi kidogo cha umeme.
-
Wataalamu hawajachangamka kupita kiasi kwa kuwa mfumo si mzuri sana.
Paneli ya jua ambayo inaweza kuzalisha umeme hata usiku inasikika nzuri sana kuwa kweli, na inaweza kuwa kweli, licha ya ushahidi ulio kinyume.
Kuanzia paneli za kutengenezea nishati ya jua hadi mbinu mpya za kusafisha, wanasayansi kila mara wanatafuta njia za kufanya paneli za jua kuwa bora na muhimu zaidi. Hivi majuzi, wahandisi katika Chuo Kikuu cha Stanford walibuni jenereta ya thermoelectric ambayo hutumia mwanga wa infrared kutoka kwa uso wa paneli za jua ili kutoa kiwango kidogo cha umeme, kimsingi kuunda umeme kutoka kwa paneli hata usiku. Lakini ingawa sayansi ni nzuri, ni uchumi ambao unaweza kuzuia hili kupata mwelekeo mkuu.
"Nitasema kwamba mojawapo ya changamoto kubwa zaidi kwa [programu] za thermoelectric ni kubadilisha joto la chini-joto, [kwa sababu] karibu na joto la kawaida la chumba, utendakazi ni mdogo sana," alieleza Dk. David Ginley, Mwanasayansi Mkuu katika Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala (NREL) katika barua pepe kwa Lifewire. "Katika hali hii, tatizo ni kwamba kiwango cha nishati ni kidogo, na kungoja hadi usiku kunamaanisha kupoteza baadhi ya [nishati] kupitia mionzi kwa vyovyote vile."
Kuwe na Nuru
Inaongozwa na Ph. D. mgombea Sid Assawaworrarit, watafiti waliweka jenereta yao ya thermoelectric kwenye paneli ya kawaida ya jua na wakatumia ukandamizaji huo kuzalisha kiasi kidogo cha umeme kutoka kwa mwanga wa infrared unaotoka kwenye uso wa paneli za jua usiku.
Jenereta ya thermoelectric huzalisha kiasi kidogo cha umeme kwa kuchukua fursa ya tofauti kidogo ya halijoto kati ya hewa iliyoko na uso wa paneli ya jua inapoelekezwa moja kwa moja kwenye anga angavu.
Jua huelekeza kiasi kikubwa cha nishati kwenye Dunia, lakini ukiondoa baadhi yake ambayo imenaswa na gesi chafuzi, sayari hutuma kiasi kikubwa cha nishati inayopokea kwa njia ya mionzi ya infrared, katika mchakato. inayojulikana kama baridi ya mionzi. Mchakato huo ulitumiwa katika India na Iran za kale kugandisha maji na kuunda barafu na hufanya kazi vyema zaidi usiku usio na mawingu, kwa kuwa mawingu huakisi mwanga wa infrared kuelekea ardhini.
Assawaworrarit na timu yake wamebuni njia mpya ya kunasa nishati hiyo inapoondoka kwenye sayari. Paneli ya jua inapopoa, fotoni zinazotoroka hubeba joto, ambalo watafiti hukamata na jenereta yao ya thermoelectric ili kubadilisha kuwa umeme.
Wanasayansi walijaribu kunasa mwanga wa infrared kwa mara ya kwanza mwaka wa 2019, na sasa watafiti wa Stanford wamefaulu kuchanganya teknolojia hii na paneli za kawaida za sola ili kuifanya iweze kufikiwa na ufanisi zaidi.
Uthibitisho wa Dhana
Usiku usio na joto, kifaa cha Assawaworrarit kilichojaribiwa kwenye paa la Stanford huzalisha takriban milliwati hamsini, au wati 0.05, kwa kila mita ya mraba ya paneli ya jua. Kinyume chake, paneli za jua kwa kawaida zinaweza kutoa takriban wati 150 kwa kila mita ya mraba wakati wa mchana. Ili kuweka nambari katika mtazamo, balbu ndogo ya LED huchota wati 18 za umeme.
milliwati hamsini si idadi kubwa, lakini watafiti wanahoji kuwa nambari hizo hujumuika wakati teknolojia inatumika kwa kiwango kikubwa. Kuna matumizi mengi ambapo aina hii ya nishati wakati wa usiku, hata hivyo ni ndogo, inaweza kutumika, hasa unapozingatia kuwa idadi kubwa ya watu duniani bado hawawezi kupata umeme saa nzima.
Na huu ni mwanzo tu. Assawaworrarit aliiambia Uhandisi wa Kuvutia kwamba kwa kazi kidogo na katika hali nzuri ya hali ya hewa, watafiti wanaweza mara mbili ya kiwango cha umeme kinachozalishwa na kifaa chao, na kuongeza kuwa kikomo cha kinadharia ni karibu wati moja au mbili kwa kila mita ya mraba.
Watafiti wanaamini kuwa mfumo unaweza kuvutia sana kutokana na mtazamo wa gharama ikiwa wanaweza kuufanya utengeneze hadi wati kwa kila mita ya mraba.
Hata hivyo, bado kuna baadhi ya njia za kutumia ili mfumo kufikia ufanisi wa aina hiyo. Kwa hali ilivyo sasa, Dk. Ginley bado hajavutiwa.
Kwa maoni yake, kabla ya teknolojia kutumika katika ulimwengu halisi, mtu atalazimika kufanya uchanganuzi wa juhudi pamoja na tathmini ya awali ya teknolojia hadi soko. Zaidi ya hayo, anadhani gharama ya jenereta za thermoelectric, ikilinganishwa na kutegemewa na ufanisi wake, inazifanya zisilingane na matumizi ya seli za jua.
"Gharama ya nguvu ya ziada [iliyopatikana] katika kesi hii labda haifai gharama," alipendekeza Dk. Ginley.
