Ученые из Стэнфордского университета совместно с китайскими коллегами создали устройство, которое конвертирует солнечный свет в электричество и одновременно охлаждает большие объемы воздуха.Работающий в Стэнфордском университете инженер Шаньхуэй Фань модернизировал устройство широко распространенных крышных фотоэлектрических установок для превращения солнечного света в электроэнергию. После внесения конструктивных изменений она начала выполнять дополнительную функцию – понижать температуру воздуха.
Верхний, принимающий солнечные лучи слой остался неизменным – он состоит из полупроводниковых фотоэлементов, превращающих видимый свет в электроэнергию. Принципиально новым является нижний слой, который изготовлен из материалов, способных отвести тепло от крыши здания на основе процесса, известного как радиационное охлаждение.
Это хорошо известный физический процесс – даже человеческое тело выделяет тепло через инфракрасное излучение, которое можно увидеть только с помощью приборов ночного видения. В общем случае в строительстве радиационное охлаждение зданий не особенно эффективно из-за плотности атмосферы Земли, воздух которой не дает теплу беспрепятственно уходить в ледяной космос.
Профессор Юго-восточного Университета (КНР) Шаньхуэй Фань в своих ранних опытах создал материалы, которые превращают излучаемое зданиями тепло в направленные инфракрасные лучи, проходящие через атмосферу. Отдавая тепло в пространство, они сберегают энергию, которая потребовалась бы для кондиционирования внутренних помещений зданий.
Опытный двухслойный, конвертирующий свет в электричество и отводящий тепло от дома образец имеет диаметр пирожковой тарелки. Его установили на крыше здания Стэнфордского университета и после запуска сравнили температуру на поверхности крыши с температурой устройства. Поверхностный слой нагрелся сильнее, чем крыша, тогда как нижний, отводящий слой оказался значительно холоднее температуры воздуха на крыше.
По словам разработчиков, это первый в мире аппарат, который не только генерирует энергию, но и экономит ее.Традиционные (кремниевые) солнечные панели имеют ограниченную производительность – коммерческие продукты на их основе редко способны показывать КПД свыше 20-22%.
Поэтому ученые не перестают искать решения, которые позволили их использовать более эффективно. Так, недавно стало известно о разработке международной группы исследователей, которая создала инновационную солнечную батарею, способную нет только вырабатывать электричество, но и производить водород.