นักวิจัยจาก University of Houston ค้นพบวิธีการที่จะเปลี่ยนโฉมหน้าการใช้แผงพลังงานแสงอาทิตย์ไปตลอดกาล ด้วยความสามารถที่ทำงานได้ 24/7 แตกต่างจากเดิมที่สามารถทำงานได้เฉพาะเวลากลางวันหรือตอนมีแดดจัดเท่านั้น
ข้อมูลจาก National Renewable Energy Laboratory ประเทศสหรัฐอเมริกาพบแนวโน้มว่าในปี 2035 40% ของพลังงานไฟฟ้าในประเทศสหรัฐฯ นั้นมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ และจะเพิ่มเป็น 45% ในปี 2050 ขึ้นอยู่กับความสามารถในการลดค่าใช้จ่าย นโยบายที่สนับสนุน และการสร้างกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่จะเกิดขึ้น
ภารกิจการเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานนั้นเป็นภารกิจสำคัญที่ผู้คนต่างสานต่อกันมาอย่างยาวนาน โดยข้อจำกัดของ Thermodynamic นั้นเป็นความเป็นไปได้สูงสุดในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
Solar Thermophotovoltaics (STPV) แบบดั้งเดิมนั้นพึ่งพาวัสดุชั้นกลางในการรับแสงเป็นหลักในการแสดงประสิทธิภาพการทำงาน โดยพื้นผิวของชั้นกลางที่หันหน้าเข้าหาแสสงแดดทำหน้าที่เก็บโฟตอนจากแสงอาทิตย์ จากนั้นจะทำการแปลงพลังงานความร้อนที่สะสมอยู่ในวัสดุชั้นกลางซึ่งทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นในเวลาเดียวกัน ในขณะเดียวกัน STPV ก็มีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของ Thermodynamic ซึ่งเป็นที่เข้าใจกันในวงกว้างว่าข้อจำกัดของ Blackbody ที่ 85.4% นั้นยังห่างไกลจากข้อจำกัดของ Landsberg ที่ 93.3% ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่จะเกิดขึ้นได้
ในการทดลองที่เกิดขึ้นทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นการขาดดุลด้านประสิทธิภาพของการปลดปล่อยที่เกิดขึ้นที่ด้านหลังของวัสดุชั้นกลาง และระบบ Nonreciprocal SPTV สามารถเพิ่มความสามารถของชั้นกลางได้ด้วยการที่ชั้นกลางนั้นมีคุณสมบัติ Nonreciprocal Radiative ซึ่งช่วยให้ลดการปลดปล่อยความร้อนออกมาที่ด้านหลังแผงและเพิ่มช่องทางให้โฟตอนเข้าไปยังเซลล์ที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานมากขึ้น โดยระบบนี้ยังสามารถก้าวไปถึงข้อจำกัดของ Landsberg ได้ จึงเพิ่มความสามารถของ SPTV แบบเดิมได้ด้วยเช่นกัน
นอกจากนี้การใช้งานที่น่าสนใจไม่แพ้กัน คือ STPV แบบใหม่นี้มีขนาเที่เล็กลงและยังสามารถทำงานได้กับแหล่งจัดเก็ฐพลังงานความร้อนในพื้นที่เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าได้ 24/7 อีกด้วย
ที่มา:
uh.edu
