Infrarotstrahlung: Forscher entwickeln Solarzellen, die auch nachts Strom erzeugen | Nachrichten

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Nachts mit Solarzellen Strom erzeugen

Damit Solarzellen Strom erzeugen, benötigen sie in der Regel Sonnenlicht, das naturgemäß nur tagsüber zur Verfügung steht. Dadurch sinkt die Produktivität der Module nachts auf null. Forschern der Stanford University ist es nun gelungen, dieses Problem zu lösen und mit Solarpanels nachts Strom zu erzeugen. Wie die Website Interesting Engineering berichtet, testeten Wissenschaftler um den Elektroingenieur Sid Assaworrarit im vergangenen Oktober ein mit einem thermoelektrischen Generator ausgestattetes Solarpanel auf dem Dach der Stanford University, um seine Leistung bei Nacht zu untersuchen. Die Bedingungen waren gut, da mehrere Nächte lang keine einzige Wolke am kalifornischen Himmel zu sehen war. Unter diesen Bedingungen war der Versuch erfolgreich. Laut Interesting Engineering erzeugte das getestete Gerät über Nacht etwa 50 Milliwatt pro Quadratmeter. „Ich denke, es ist wahrscheinlich eine Rekordzahl“, sagte Assaworrarit der Website. Laut Assaworrarit könnte die Stromerzeugung jedoch mit einigen Verbesserungen und einem optimierten Standort deutlich gesteigert werden. „Die theoretische Grenze liegt wohl bei ein bis zwei Watt pro Quadratmeter“, kündigt der Forscher an. “Das ist keine große Menge, aber es gibt viele Anwendungen, bei denen diese Art von Nachtstrom nützlich wäre.”

Neue Solarzellen könnten Batterien überflüssig machen

Die neue Technologie könnte dort nützlich sein, wo bisher Batterien zur Deckung des Strombedarfs in der Nacht eingesetzt werden mussten. Da Solarmodule in der Regel nur tagsüber funktionieren, muss der erzeugte Strom in Batterien gespeichert werden, um später nachts Strom zu liefern. Dieser Umstand hat zwei Nachteile. Zum einen sind die benötigten Akkus recht teuer, zum anderen verlieren sie mit zunehmenden Ladezyklen stark an Kapazität. Dank Nachtstromerzeugung mit thermoelektrischen Generatoren können viele Batterien eingespart werden. Da die Geräte auch Festkörpergeneratoren sind, sagt Assaworrarit, dass ihre Lebensdauer praktisch unendlich ist.

Laut Interesting Engineering haben etwa eine Milliarde Menschen keinen Zugang zu einem Stromnetz. Diese Menschen sind für ihre Stromversorgung unter anderem auf Solarenergie angewiesen. Tagsüber kann man sich in diesen Bereichen auf Solarpanels verlassen, nachts ist dies jedoch nicht der Fall. Hier könnten neu entwickelte Solarmodule Abhilfe schaffen. Auch viele Wissenschaftler und Forschungsprojekte auf der ganzen Welt setzen auf Nachtstrom. Für die laufende Erforschung von beispielsweise Wetterbedingungen oder Tierarten in den entlegensten Winkeln der Welt könnten nächtliche Solarmodule den erforderlichen Strom erzeugen und gleichzeitig den Bedarf an Batterien erheblich reduzieren.

Infrarotstrahlung ermöglicht die Stromerzeugung in der Nacht

Forscher der Stanford University nutzen Infrarotstrahlung, um nachts Strom zu erzeugen. „Tagsüber kommt das Licht von der Sonne und trifft auf die Solarzelle, aber nachts passiert das Gegenteil“, sagte Assawaworrarit gegenüber Interesting Engineering. Die Erde erhält ständig eine enorme Energiemenge von 173.000 Terawatt von der Sonne. Wolken, atmosphärische Partikel und schneebedeckte Oberflächen würden etwa 30 Prozent dieser Energie direkt zurück in den Weltraum reflektieren. Der Rest erwärmt den Planeten. Diese Wärme verbleibt jedoch nicht in der Erde, bis auf eine gewisse Menge, die durch den Treibhauseffekt verursacht wird. Nahezu alle Objekte, die heißer als der absolute Nullpunkt sind, geben die Energie, die sie absorbiert haben, durch Infrarotstrahlung ab. Dies ist eine Art von Licht, das aufgrund seiner langen Wellenlänge vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann. „Die Lichter sind wirklich aus [vom Solarpanel], und wir erzeugen damit nachts Strom. „Die Photonen, die in den Nachthimmel hinausgehen, kühlen tatsächlich die Solarzelle”, erklärt Assawaworrarit. Die Photonen, die in den Himmel hinausgehen, nehmen die Wärme mit sich und verlassen die Erde im Weltraum. Dieser Temperaturunterschied zwischen dem Solarpanel, der ein paar Grad kühler ist, und Assawaworrarit und seine Kollegen nutzen die Umgebungsluft, um mit einem thermoelektrischen Generator Strom zu erzeugen.

Nicholas Flohr / Herausgeber finanzen.net

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