クリーンエネルギーを生み出す太陽光パネルには多くの利点がありますが、限界もあります。
曇天や日没によって、太陽光パネルは部分的、あるいは完全に機能しなくなります。
しかし研究者らがブレークスルーを達成し、夜間も稼働する太陽光パネルの実現につながる可能性があります。
太陽光パネルはクリーンエネルギーを生み出す一般的な手段ですが、限界もあります。強く直射する日光の下で最もよく機能するため、曇りや雨の日にはエネルギー効率が低下する可能性があります。日没後は、少なくとも現時点では、直射光や間接光がなければ太陽光パネルは機能しません。
ニューサウスウェールズ大学の太陽光発電・再生可能エネルギー工学部の研究者を含む研究チームが、UNSWシドニーと、ARCエクセレンスセンター「エキシトン・サイエンス」の研究者らは、夜間も稼働する太陽光パネルの開発につながる可能性のある、赤外線技術のブレークスルーを達成しました。
研究者らは、赤外線の熱を電気に変換する「熱放射ダイオード」と呼ばれる装置の試験に成功しました。研究者らによると、この熱放射ダイオードは暗視ゴーグルに使われる技術に似ています。
「18世紀後半から19世紀初頭にかけて、蒸気機関の効率は機関内の温度差に左右されることが発見され、熱力学という分野が生まれました」と、エキシトン・サイエンスの準研究員で筆頭研究者のニコラス・エキンス＝ドークス氏は、プレスリリースで述べました。「同じ原理は太陽光発電にも当てはまります。太陽が高温の熱源となり、地表の比較的低温の太陽光パネルが低温の吸収体となります。これによって電気を生み出せます。しかし、地球から宇宙空間への赤外線放射を考えると、今度は地球が比較的温かい物体であり、広大な宇宙空間は極めて低温です。同じ熱力学の原理によって、この温度差からも電気を生み出すことが可能です。つまり、赤外線を宇宙空間に放射することで発電できるのです。」
現時点で、試験で生み出されたエネルギー量は太陽光パネルの発電量に比べて非常に小さく、約0.001%です。それでも、夜間にも発電できる太陽光パネルの開発に希望を示しています。研究チームは今後、さらなる研究と産業界との連携を目指しています。
「通常、光の放射は電力を消費するものと考えます。しかし中赤外線の領域では、私たち全員が放射エネルギーを放っており、そこから電力を取り出せることを示しました」と、エキンス＝ドークス氏は述べました。「熱放射ダイオードを日常的に使えるものにする奇跡の材料は、まだ見つかっていません。しかし原理実証はできました。今後数年間でこの成果をどれほど改善できるか、期待しています。」
24時間稼働する太陽光パネルの開発を目指す科学者は、この研究者らだけではありません。ノルウェーの研究者ルネ・ストランドベリ氏が、この可能性を初めて探りました。現在、スタンフォード大学の研究者らも、暗闇で熱エネルギーを利用する別の方法を試験しています。
