Jak się okazuje, stwierdzenie, że po zachodzie Słońca nie można odbierać emitowanej przez nie energii trzeba włożyć między bajki. Prawda jest bowiem taka, że energia słoneczna generowana jest przez cały dzień. Problemem było jedynie wynalezienie takiej technologii, która pozwoliłaby wykorzystywać światło podczerwone. Emitowane ono jest po zachodzie Słońca, a nowe badania doprowadziły do stworzenia możliwości jego absorbowania. Póki co system nie posiada zadowalającej sprawności, ale wszystko w rękach nauki.

Reklama

Słońce wysyła w przestrzeń międzyplanetarną promieniowanie elektromagnetyczne rozciągające się w zakresie długości fal lub częstotliwości od promieniowania gamma przez: rentgenowskie, ultrafiolet, widzialne, podczerwień, aż do fal radiowych. Atmosfera przepuszcza tylko część promieniowania w dwóch przedziałach długości fal: promieniowanie optyczne (obejmujące część ultrafioletu, widzialne i podczerwień) oraz fale radiowe. Przy przepływie promieniowania słonecznego przez atmosferę następuje jego odbicie, absorpcja i rozproszenie. W ciągu dnia urządzenia takie jak kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują promieniowanie słoneczne głównie w zakresie światła widzialnego. Zatem, wraz z zachodem Słońca nie istnieje możliwość generowania energii użytecznej bezpośrednio z promieniowania.

Zespół fizyków z Harvardu kilka miesięcy temu zaproponował stworzenie nowego rodzaju kombajnu energii, który mógłby zbierać skromne, ale cenne ilości energii podczerwieni emitowane przez obiekty po zachodzie Słońca. Główny badacz, Federico Capasso, profesor fizyki stosowanej, sam określa cały projekt jako „dziwny” oraz „sprzeczny z intuicją”, jednak przeprowadzone badania dowodzą, że ma on ogromne szanse, by prawidłowo funkcjonować. Projekt zakłada ulepszenie urządzenia, które absorbuje promieniowanie słoneczne w ciągu dnia, a następnie emituje promieniowanie cieplne po zachodzie słońca. Zamiast tracić tę energię z tzw. kombajnów emisyjnych, naukowcy proponują rozwiązanie umożliwiające odbieranie ciepła z nagrzanych obiektów, a następnie przeznaczyć tę energię do użytku. Wskazują oni na dwa rodzaje takich urządzeń.

Pomyślność przedsięwzięcia w głównej mierze zależy od procesu, który jest często nazywany ziemskim budżetem promieniowania. Jak już wspominaliśmy, energia ze Słońca wkracza w naszą atmosferę, gdzie jest absorbowane, odbijane i ostatecznie emitowane z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Naukowcy z Harvardu zainspirowali się faktem, że niektóre obiekty w lecie pozostają niezwykle nagrzane po zachodzie Słońca, a większość z nich, z uwagi na materiał wykonania, bardzo wolno oddaje ciepło do otoczenia. Jeden z badaczy, Steven J. Byrnes, podkreślił, że założeniem projektu było udowodnić opłacalność całego procesu przechwytywania energii z emisji ciepła. Dodał również, że przed poświęceniem czasu na wykonanie dokładnych obliczeń, nie było można oszacować ile dokładnie energii urządzenia są w stanie w ten sposób uzyskać. Na opłacalność wpływają przede wszystkim zmienne warunki klimatyczne.

Kluczem całego przedsięwzięcia okazał się zapomniany obwód elektryczny, który po raz pierwszy został opisany w 1968 roku przez wynalazcę niektórych technologii wykorzystywanych w policyjnych pistoletach radarowych. Wspomniany obwód, dzięki zastosowanym diodom, pozwolił naukowcom na wytworzenie prądu elektrycznego podczas procesu emitowania energii cieplnej. Jak podkreśla jeden z badaczy, ludzie nauki zajmowali się diodami podczerwieni przez około pół wieku, ale dopiero ostatnie postępy w nanowytwarzaniu spowodowały, że stosowanie takich obwodów stało się możliwe. Mimo iż zaproponowane urządzenie nie posiada potencjału, by rozwiązać światowe problemy energetyczne z uwagi na stosunkowo niskie napięcia generowanego prądu, to budzi nadzieje na osiągnięcie w przyszłości opcji całodobowego zasilania z energii słonecznej.