據外媒報導,太陽能電池板雖然環保高效,但其主要缺點是只能在白天發電,因此人們在使用的時候需要儲存多餘的能源以供夜晚使用。不過現在,來自加州洛杉磯分校的工程師們開發出了一種工作原理與之幾乎相反的原型設備--其在寒冷的夜空中收集能量進而為LED供電。
這就是新型熱電發電機,其使用聚苯乙烯盒,盒子向上一面黑色圓盤,在內部放置一塊鋁。利用黑色圓盤向天空散熱來降溫,鋁塊吸收夜晚空氣熱量升溫,此時接入溫差發電機就可以發電。他們利用一種被稱為「輻射天空冷卻」的機制製造出了溫差。
當它連接到一個電壓升壓轉換器和一盞白色小LED燈時就會產生足夠的能量來維持照明的狀態。
這一設備的工作原理是熱電原理,即通過兩個表面之間的溫差產生電流。在這種情況下,熱電裝置還利用了另一種奇怪的現象,即輻射冷卻。這種機制會導致面向天空的表面在將熱量自然輻射到天空中時溫度變得比周圍的空氣更低。例如,這一現象解釋了為什麼即使氣溫在零度以上,草葉上也會形成霜。
對於這一裝置,研究小組已經在屋頂上測試了數夜並在6個多小時內測量了它的輸出功率。結果顯示,其每平方米能產生25mW。雖然這算不上多,但這絕非不只是一個有趣的概念證明--證明其是可行的,而且研究人員還表示其可以很容易地擴大到0.5 W/m2。
而且,組裝該系統的總成本不到30美元,這使得它與其他夜間離網供電的技術——例如白天儲存太陽能、夜間供電的電池——相比具有競爭力。
報導稱,熱電發電機通常含有像碲化鉛和碲化鉍這樣的有毒物質。但研究團隊說:如果包裝得當,這種夜間設備應該可以安全使用20年或更長時間。一個重要原因是,與其他熱電產品相比,我們在溫度相對較低的環境中運行這種設備。
雖然說目前新型熱電發電機還在理論階段,但是由於成本低,商業化前景得到部分專業認可,也許在不久的將來,它與太陽能電池板會形成「共生」關係。