时间:2022-11-06 07:58:33 | 浏览:922
来源:机器之心本文约1200字,建议阅读5分钟研究者表示,他们设计的光伏电池装置可以为 LED 灯或者手机充电。
通过利用太阳能电池板和周围空间之间的温差,工程师们已经制造出了可以在夜间发电的太阳能电池。与日间太阳能电池每平方米发电 100 至 200 瓦相比,夜间功率可以达到 50 毫瓦 / 每平方米。
这项研究近日发表在《应用物理快报》上,论文的标题为《Nighttime electric power generation at a density of 50 mW/m^2 via radiative cooling of a photovoltaic cell》,作者分别来自斯坦福大学和 ASML 公司。
论文地址:
https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0085205
论文作者之一、斯坦福大学电气工程教授 Shanhui Fan 表示,「对于 LED 灯、手机充电或者为小型传感器充电等低功率密度应用来说,夜间发电的太阳能电池在经济上很有趣。」
Shanhui Fan
Fan 及其同事利用了辐射冷却的概念,在这种现象下,材料在吸收了一整天的太阳能之后将热量辐射到天空中。其他人之前已经利用这种现象来制造冷却涂料和节能空调。并且,由于这种现象的影响,朝向天空的标准太阳能电池在夜间的温度低于周围空气的温度,这会导致热量从周围空气流向太阳能电池。Fan 等正是利用这种热流动来发电。
辐射冷却原理图。图源:法国里昂国立应用科学学院。
为此,研究者将一块光伏电池(PV)与商用热电发电机(TEG)模块集成在一起,将温差转换为电能。其中,TEG 位于太阳能电池下方,它们之间的铝镀片材料将热量从太阳能电池传导至 TEG。TEG 的另一侧通过一个散热器连接到周围空气。下图 1 为夜间利用光伏电池的辐射冷却发电流程。
虽然现有太阳能电池板在利用 TEG 改装后可以在夜间发电,但使这些设备协同良好工作的关键是太阳能电池与 TEG 之间的热接触非常紧密,这是改装方案必须克服的一个挑战。
PV-TEG 设备的设计原理图和原型机。
2021 年 10 月,研究团队在斯坦福大学的一处屋顶上对 TEG 集成的太阳能电池原型机进行了为期三天的测试。结果发现,夜间发电达到了 50 毫瓦 / 每平方米。他们估计在更热更干燥的气候中,相同的装置可以达到 100 毫瓦 / 每平方米。
多天的温度和功率测量。
Fan 表示未来还有很大的改进空间,毕竟他们使用的传统太阳能电池不是为辐射冷却而设计的。它发射波长 10 微米左右的中红外范围内的热波。通过调整发射波长,太阳能电池可以在夜间变得更冷,从而增加温差以及 TEG 产生的功率。
他表示,「原则上可以设计太阳能电池的热发射特性,以在不影响太阳能性能的情况下优化它的辐射冷却性能。我们的理论计算表明有可能达到数百毫瓦甚至 1 瓦。」
目前,研究团队计划设计新的太阳能电池来改进夜间发电,并扩展他们的原型机。成本可能是一大难题,这是因为 TEG 通常是由昂贵的材料制成。团队还没有进行详细的成本分析,不过 Fan 认为,他们必须将 24 小时太阳能电池与夜间装置进行比较,后者装置在白天产生太阳能然后再夜间使用电池获得电力。
相比电池通常的五年使用寿命,TEG 模块的使用寿命要长得多,根据研究者的初步计算,在一些应用场景中热电可能要胜过电池方法。
参考链接:
https://spectrum.ieee.org/solar-cell
来自美国的天文学家,正在准备一项有可能会颠覆人类认知的计划,在地球的海洋中,去寻找一个在2014年撞上地球后,就坠入海中,并可能保存至今的神秘物体——它来自太阳系之外,是已知的,第一个存在于地球上的“星际来客”。这则消息报道出来后,很快就引
为什么太阳上经常会出现一些形状怪异的UFO?科学家丝毫找不到头绪。2022年2月中旬,欧空局的太阳轨道器又一次拍摄到神秘事件,一个巨大的X状不明物体快速钻进太阳内部,同时溅起一个惊人的火舌,长度足足有300万公里!
尽管太阳是我们太阳系的中心,但这颗恒星仍有很多未解之谜。要详细研究太阳是很困难的,不仅因为它离我们很远,而且还因为它散发出大量的热量和辐射,航天器很难接近它而不被摧毁。但是,欧空局(ESA)和美国宇航局(NASA)最近发射的一项任务--太阳
要说人类迄今为止研制出来的飞得最快最久的飞行器,那就非“旅行者一号”莫属了。它是由美国宇航局研制的一艘无人空间探测器。于1977年9月5日发射,至今仍在正常运作。它曾到访过木星及土星,传回了大量高清晰照片,是提供了木星土星及其卫星的高清照的
要说人类迄今为止研制出来的飞得最快最久的飞行器,那就非“旅行者一号”莫属了。它是由美国宇航局研制的一艘无人空间探测器。于1977年9月5日发射,至今仍在正常运作。它曾到访过木星及土星,传回了大量高清晰照片,是提供了木星土星及其卫星的高清照的
近日,有网友发文称,钟薛高旗下一款海盐椰椰雪糕在31℃的室温下放置近1小时后,仍然没有完全融化,盒子里的雪糕处于比较黏稠的乳状物,而非水状物,整体形态完好。随后相关话题冲上热搜,引起网友热议。接着,有网友发布视频,表示用打火机点燃钟薛高雪糕
天气又转凉了许多,终于给整个神州大地带来了寒意,让大家感觉到了真的进入了冬天。不过这对于猫主子来说并不是什么好消息!因为现在的宠物猫们,大部分的祖先都是来世世代代居住在沙漠,它们进化出很好的耐干旱能力,但是耐寒就不是它们的能力范围了。猫主子
日前,车质网从国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心网站获得最新消息,菲亚特汽车因车辆蓄电池的高压电缆可能存在故障,菲亚特将在欧盟召回Scudo车型,具体召回汽车数量目前尚未统计确定。据了解,菲亚特汽车本次召回原因是由于连接到车辆蓄电池的高压
探索是人类永恒不变的追求。随着科学的发展,人类对万事万物有了更为深刻的认知,这些问题也都有了答案。通过长期的天文观测,不断地对数据进行修正,现在科学家已经知道宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸。
数码盖饭在之前的文章中给大家介绍过,苹果手机充iPhone11及以上的机型是无法修改电池的真实数据,华强北技术大牛通过一次次的尝试和技术探索,终于可以通过依靠外置或者换电池小板去更改电池数据。所以市面上很多的修改电池效率的机器,因为电池效率。