Anti-Solar-Panel – wird nächtliche Stromerzeugung möglich?

Das Anti-Solar-Panel kann laut der Aussage von Forschern in der Nacht Strom erzeugen.
Um Solarmodule zu entwickeln, die nachts Strom erzeugen, müssen die Module genau umgekehrt arbeiten wie die Sonnenkollektoren, die tagsüber Licht speichern.

Module erzeugen nachts keinen Strom

Eines der Probleme mit PV-Module besteht darin, dass sie nachts keinen Strom erzeugen. Daher ist es notwendig, den Strom zu speichern, der tagsüber erzeugt wird. Auf diese Weise kann die nächtliche Stromversorgung sichergestellt werden. Dies funktioniert sehr gut. Doch wie wäre es, wenn die Entwicklung von Module möglich wäre, die in der Nacht Strom erzeugen? Es gibt tatsächlich eine Möglichkeit, und die Art und Weise, wie es funktioniert, ist ziemlich überraschend.

Anti-Solar-Panel erzeugt nachts Strom

Forscher von der University of California in Davis erklären in einem neuen Artikel, der gerade in der Zeitschrift ACS Photonics veröffentlicht wurde, dass man ein Solarpanel entwickeln muss, das nachts Strom erzeugt. Da Module tagsüber arbeiten, wird die neue Entwicklung als „Anti-Solar-Panel“ bezeichnet.

Funktionsweise der Sonnenkollektoren

Solarmodule haben im Vergleich zur Sonne eine niedrige Temperatur. Daher absorbieren sie das Sonnenlicht und wandeln es in Energie um. Die Temperatur im Weltraum ist sehr niedrig. Wenn Sie nun ein relativ warmes Panel auf die Erde richten, strahlt es Wärme als unsichtbares Infrarotlicht ab. Auf diese Weise können Sie Strom erzeugen. Sie könnten diesen Strom speichern. Der Zeitung zufolge ist ein solches Gerät in der Lage, nachts etwa ein Viertel des Stroms zu erzeugen, den ein normales Solarpanel tagsüber liefert.

Solarmodule sind Wärmekraftmaschinen

Jeremy Munday, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der University of Davis und Autor des Artikels, erklärt gegenüber Inverse, dass es sich bei diesen Dingen im Grunde genommen nur um „Wärmekraftmaschinen“ handelt. Dabei spielt es keine Rolle, ob es ein Solarmodul oder ein Antisolarmodul ist.

„Sie haben Wärmeenergie, die von der Sonne auf die Erde kommt. Die normale Solarzelle nimmt die Energie auf, wenn sie von der Sonne auf die Erde übertragen wird. Sie benötigen also im Grunde zwei verschiedene Temperaturkörper und die Möglichkeit, diese Energie umzuwandeln“, so Munday. „Das Anti-Solar-Panel arbeitet auf eine ähnliche Weise. Es nimmt ebenfalls einen heißen und einen kalten Körper auf. Jetzt ist der heiße Körper jedoch die Erde und der Raum, der beheizt werden soll, der kalte Körper. Da diese Wärme von der Erde zum Weltraum fließt, ist es möglich, die Energie quasi während des Aufsteigens in Strom umzuwandeln.“

Funktionsweise des Anti-Solar-Panels

Das Anti-Solar-Panel verwendet eine sogenannte thermoradiative Zelle, um Elektrizität zu erzeugen. Im Gegensatz dazu wird von einem herkömmlichen Solarmodul eine Photovoltaikzelle verwendet. Wo ein Solarpanel typischerweise aus Silizium besteht, das Licht einfängt, welches größtenteils im sichtbaren Spektrum liegt, muss das Anti-Solar-Panel aus etwas bestehen, das extrem langwelliges Licht einfangen kann. Munday sucht derzeit nach Quecksilberlegierungen, die hierfür geeignet wären. Munday und sein Team arbeiten derzeit an der Entwicklung von Prototypen, um festzustellen, wie gut dieses Konzept umsetzbar ist.

Andere Forscher beteiligen sich ebenfalls an den Untersuchungen

Andere Forscher untersuchen parallel zu Munday, wie man Solarmodule oder „Anti-Solar-Panel“ herstellt, die nachts Strom erzeugen. Die Forscher von Stanford haben im November in der Zeitschrift Jouele einen Artikel veröffentlicht, der zeigt, wie ein thermoelektrischer Generator, der Wärme in den Himmel abstrahlt, Elektrizität erzeugen kann.

„Im Gegensatz zu herkömmlichen thermoelektrischen Generatoren koppelt unser Gerät die kalte Seite des thermoelektrischen Moduls an eine dem Himmel zugewandte Oberfläche, die Wärme an die Raumkälte abgibt und deren warme Seite von der Umgebungsluft erwärmt wird, wodurch nachts Strom erzeugt wird“, wird das Papier zitiert.

Rund um die Uhr saubere Energie erzeugen

Unsere Batterien werden seit Jahren allmählich besser, ebenso wie unsere Solarmodule. Daher benötigen wir nicht unbedingt Solarmodule, die nachts Strom erzeugen können, um unseren Energiebedarf zu decken. Wenn wir jedoch ein System entwickeln können, das rund um die Uhr saubere Energie erzeugt, können wir möglicherweise mehr Energie produzieren, als wir benötigen. Diese Energie kann für verschiedene Zwecke, beispielsweise für Notfälle, gespeichert werden. Es ist besser, zu viel Energie zu haben, als mit zu geringen Energiereserven auszukommen.

Photovoltaik besitzt erhebliches Potenzial

Die Energiegewinnung über Photovoltaik besitzt aufgrund der großen Menge an Sonnenenergie, die jeden Tag auf die Erde fällt, ein erhebliches Potenzial. Sie können jedoch nur bei Tageslicht Strom erzeugen. Um nach Sonnenuntergang elektrischen Strom zu erzeugen, ist es notwendig, ein alternatives Photovoltaik-Konzept zu entwickeln. Dieses Konzept muss die Erde als Wärmequelle und den Nachthimmel als Wärmesenke nutzen.

Nacht-Photovoltaik-Zellen befinden sich in der Entwicklung

Aus dem neuen Konzept, das der Gewinnung von nächtlicher Energie dienen könnte, resultiert die „Nacht-Photovoltaik-Zelle“. Dieses sogenannte thermoradiative Photovoltaik und ähnliche Konzepte nutzen das fortschreitende Feld der Strahlungskühlung.

Aus dieser Perspektive betrachtet, werden durch die Experten verschiedene Aspekte mit zunehmendem Erfolg diskutiert:

  • die Prinzipien der thermoradiativen Photovoltaik
  • die theoretischen Grenzen der Anwendung dieses Konzepts auf die Kopplung mit dem Weltraum
  • das Potenzial fortgeschrittener Strahlungskühlungstechniken zur Verbesserung ihrer Leistung
  • die praktischen Grenzen, Skalierbarkeit und Integrierbarkeit dieses nächtlichen Photovoltaik-Konzepts

Quellen: inverse.com

Bildquelle: mcbeaner_pixabay

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