Los investigadores de la UNSW han hecho un gran avance en la tecnología de las energías renovables al producir energía eléctrica a partir de la llamada energía “nocturna” {solar}.

El personal de la Facultad de Ingeniería de Energías Renovables y Fotovoltaica generó energía eléctrica a partir del calor irradiado como luz infrarrojade la misma manera que la Tierra se enfría al irradiar hacia el espacio durante la noche.

Un dispositivo semiconductor llamado diodo termorradiativo, compuesto por materiales presentes en gafas de visión nocturna, se utilizó para generar energía a partir de la emisión de luz infrarroja.

Los resultados del análisis ahora se han revelado en Fotónica ACS.

Aunque la cantidad de energía generada en esta etapa es muy pequeña, alrededor de 100,000 veces menos que la generada por un panel solar, los investigadores creen que el resultado final podría mejorar en el futuro.

“Hemos hecho una demostración inequívoca de la energía eléctrica de un diodo termorradiativo”, dijo el líder del equipo, el profesor asociado Ned Ekins-Daukes.

“Utilizando cámaras termográficas Puede ver cuánta radiación hay durante la noche, pero solo en el infrarrojo en lugar de las longitudes de onda vistas. Lo que hemos logrado es hacer una herramienta que pueda generar energía eléctrica de la emisión de radiación térmica infrarroja.”

movimiento de energia

A/Prof Ekins-Daukes dice que el método finalmente sigue aprovechando la energía solar, que golpea la Tierra durante el día en forma de luz del día y calienta el planeta.

Por la noche, esta energía similar se irradia hacia el vacío enorme y frío del área exterior en forma de luz infrarroja con el diodo termorradiante ahora confirmado para tener la capacidad de generar energía eléctrica aprovechando este proceso.

“En cualquier momento en que haya un movimiento de energía, lo convertiremos entre variedades totalmente diferentes”, dijo. “La energía fotovoltaica, la conversión directa de la luz del día en energía eléctrica, es un curso sintético que la gente ha desarrollado con el fin de convertir la energía solar en energía. En ese sentido el curso termorradiativo de es comparable; estamos desviando la energía que fluye dentro del infrarrojo desde una Tierra cálida hacia el universo frío”, agregó la Dra. Phoebe Pearce, una de las muchas coautoras del artículo.

“De la misma manera que una célula solar puede generar energía eléctrica al absorber la luz del día emitida por un solar muy popular, el diodo termorradiativo genera energía eléctrica al emitir luz infrarroja a una atmósfera más fría. En ambos casos, la diferencia de temperatura es lo que nos permite generar energía eléctrica”.

El avance del equipo de UNSW es ​​una afirmación emocionante de un proceso teórico previo y es el primer paso en la fabricación de dispositivos especializados y más amigables con el medio ambiente que algún día aprovecharían la energía a una escala mucho mayor.

A/Prof. Ekins-Daukes compara la nueva investigación con el trabajo de los ingenieros de Bell Labs que demostraron la primera célula solar de silicio sensible en 1954.

Esa primera celda solar de silicio era solo alrededor del 2% ecológica, pero ahora las celdas modernas pueden convertir alrededor del 23% de la luz solar en energía eléctrica.

Y el Dr. Michael Nielsen, coautor del artículo, declaró: “Incluso cuando la comercialización de esas ciencias aplicadas sigue siendo una manera en el futuro, estar en el comienzo mismo de un concepto en evolución es un lugar tan emocionante para estar como un investigador.

“Al aprovechar nuestra información sobre cómo diseñar y optimizar las células solares y tomar prestados suministros de la actual comunidad de fotodetectores de infrarrojo medio, esperamos un progreso rápido para cumplir el sueño de la energía solar por la noche”.

El equipo de investigación cree que la nueva tecnología podría tener varios usos en el futuro al ayudar a proporcionar energía en formas que actualmente no están disponibles.

Energía del calor del cuerpo

Ciertamente, uno de estos podría estar alimentando dispositivos biónicos, como corazones sintéticos, que actualmente se quedan sin baterías que deben cambiarse repetidamente.

A/Prof. Ekins-Daukes dijo: “En principio, podemos generar energía de la mejor manera que hemos demostrado simplemente a partir del calor corporal, que puede ver brillar para aquellos que miran a través de una cámara térmica.

“En el futuro, esta tecnología probablemente podría recolectar esa energía y eliminar la necesidad de baterías en ciertos dispositivos, o ayudar a recargarlos. Eso no es algo en lo que la energía solar estándar sea esencialmente una opción viable”.

Los nuevos resultados de la UNSW se basan en trabajos anteriores del equipo donde el coautor Andreas Pusch desarrolló un modelo matemático que ayudó a informar sus experimentos de laboratorio.

El equipo de investigación ahora espera que los líderes comerciales reconozcan el potencial de la nueva tecnología y ayuden a su mejora adicional.

“En este momento, la demostración que tenemos con el diodo termorradiativo es comparativamente de muy baja energía. Uno de los muchos desafíos fue realmente detectarlo. Pero la teoría dice que es posible que esta tecnología finalmente produzca alrededor de 1/10 del poder de una celda solar”, A/Prof. Ekins-Daukes afirmó.

“Creo que para que esto sea un conocimiento innovador, no debemos subestimar la necesidad de que las industrias intervengan y realmente lo impulsen. Podría decir que todavía hay una década de trabajo de análisis universitario por hacer aquí. Y luego quiere que el comercio lo recoja.

“Si el comercio puede ver que es una tecnología beneficiosa para ellos, entonces el progreso podría ser extraordinariamente rápido.

“El milagro de energía solar en este momento se debe a investigadores de renombre mundial como el profesor de ciencia Martin Green en la UNSW, pero también a los industriales que han recaudado enormes sumas de dinero para ampliar la fabricación”.

Un esfuerzo por reunir las 1.182 firmas que querían que los votantes determinaran el camino a seguir para la energía eólica dentro del condado ha enfurecido a los opositores a los parques eólicos.

El 5 de mayo, los comisionados del condado de Crawford emitieron una decisión que bloqueaba la mejora de parques eólicos en todas las áreas no incorporadas del condado, impidiendo con éxito el desarrollo de Honey Creek Wind, el parque eólico industrial deliberado de 300 megavatios de Apex Clear Energy.

Pero según los términos del Proyecto de Ley 52 del Senado, que se convirtió en ley en julio, los partidarios de los parques eólicos tienen 30 días para presentar peticiones que obliguen a una votación de referéndum en noviembre sobre el proyecto, lo que anulará la moción de los comisionados.

“Están yendo como la gente y diciendo que puede señalar si está a favor o en contra”, explicó Beth Swalley, una opositora de parques eólicos que vive en Holmes Township y es propietaria de una granja en Lykens. Municipio. “Lo cual, entiendo, es técnicamente cierto, pero el problema es que deben acumular 1,182 firmas para incluirlo en la encuesta. Si obligan a las personas que se oponen a ello a señalar, que es lo que están tratando de hacer, será más fácil para ellos llegar a esos 1.182”.

Julie Drennen, supervisora ​​de compromiso público de Apex en Ohio, dijo que la postura de la compañía es que las personas deberían tener la oportunidad de votar sobre el problema.

“Como había estado involucrado en Honey Creek Wind y hasta la votación del 5 de mayo, muchos en el condado dijeron: ‘Bueno, debe someterse a votación en todo el condado’. Y eso no dice nada sobre la opinión de nadie sobre el viento; es simplemente decir que siempre debemos tener la oportunidad, como condado en general, de que los votantes opinen sobre esta preocupación”, afirmó.

Miembros de Crawford Anti-Wind: no señalen peticiones

En un mensaje enviado a la página de Facebook de Telegraph-Discussion board, Roger y Kay Weisenauer, que estaban activos en Crawford Anti-Wind, desalentaron a la gente a firmar las peticiones. Si el problema no logra un referéndum en la encuesta, “habremos terminado con el viento de Apex”, dijeron en el mensaje.

“Ahora, pronuncie la palabra también para mantener altos sus indicadores Crawford Anti-Wind”, decía el mensaje. “La batalla no terminará. Tenemos que presentar abrumadoramente nuestro poder y ayudar. Colectivamente, estamos defendiendo nuestro condado, vecinos y medios de subsistencia”.

El plazo de 30 días para presentar peticiones cae en fin de semana, por lo que los peticionarios tienen hasta el próximo lunes 6 de junio. Las peticiones deben ser firmadas por 1182 votantes registrados, es decir, el 8 % de los 14 767 votos falsificados para candidatos a gobernador en la última elección de gobernador. Matt Crall, fiscal del condado, explicó el problema en una audiencia pública el 23 de abril.

Un comité de acción política, Honey Creek Motion, está financiando la campaña de petición y ha contratado a un grupo al aire libre para recolectar firmas, explicó Drennen, y enfatizó que, si bien Apex ha contribuido al PAC patrocinado por la empresa y apoya la acción, no está preocupado de inmediato. dentro de la unidad de petición.

Las peticiones que se están distribuyendo han sido autorizadas para reunir todos los requisitos autorizados, y todas las firmas serán verificadas para asegurarse de que sean legítimas, dijo.

Tyler Fehrman como parte de Honey Creek Motion

Uno de los dos miembros actuales de la junta de Honey Creek Motion (un tercero se agregará pronto, dijo Drennen) es Tyler Fehrman, quien también es el supervisor de disciplina de Apex.

Dijo que al hablar sobre la campaña de petición, lo estaba haciendo con un asesor de Honey Creek Motion.

“Hemos visto a bastantes de los padres que han estado activos en el grupo Crawford Anti-Wind, vemos a muchos de ellos decir: ‘No firmes las peticiones por mucho que lo hagas’, ‘Nosotros’ Necesito que esto vaya a una votación’ y, de hecho, han cambiado por completo su mensaje de lo que ha sido durante los últimos meses ”, dijo Fehrman. “Fueron a conferencias de comisionados, numerosas conferencias, y dijeron: ‘Nos gustaría que esto fuera a las urnas, esto debe ser tanto como la gente’. Y ahora que estamos tratando de terminar eso, están diciendo lo otro.

“Y honestamente, aquí es donde se complicará: esta iniciativa que está sucediendo ahora mismo para recolectar estas firmas para estas peticiones, realmente no será a favor o en contra del viento. Esperamos que los votantes del condado de Crawford tengan la oportunidad de decidir si aprueban o no un proyecto eólico. Con el propósito de hacer esto, debe colocarse en la encuesta. Y con miras a posicionarse en la encuesta, ahora tenemos que lograr firmas.

“Entonces, al firmar una petición para incluirla en la encuesta, no está diciendo: ‘Ayudo a la energía eólica’. Estás diciendo: ‘Ayudo a la gente a tener una voz’. Eso es lo que estamos tratando de hacer”.

Swalley dijo que cree que los coleccionistas de firmas son personas engañosas y se enfocan notablemente en los ancianos. Quiere que la gente sepa que, si bien técnicamente los oponentes del viento pueden señalar las peticiones, “no es necesario que los ayudes a incluirlo en la encuesta si te opones”.

“Si realmente le brindan suficientes personas a favor del viento para que aparezcan en la encuesta, no tengo ningún problema con eso”, dijo Swalley. “Mi preocupación es que son personas engañosas contra el viento que señalan esto para que lo incluyan en la encuesta”.

La campaña de petición ‘parece que va muy bien’

Fehrman dijo que la campaña de petición ha ido “muy bien”.

“Hemos tenido una respuesta bastante alentadora de la gente del vecindario”, afirmó Fehrman. “Tenemos personas que se comunican y preguntan cuándo y dónde enviarán las peticiones. En mi opinión, como cualquier persona que haya llevado a cabo esfuerzos de petición e iniciativas de entrada a encuestas en el pasado, en todos los aspectos parece que todo va muy bien”.

Las personas que deseen firmar la petición pueden ir a honeycreekaction.org o enviar un mensaje de texto con la palabra “VOTE” al 419-963-5042 y alguien del grupo se comunicará con ellos para firmar alternativas u organizar una reunión.

Las personas también podrán enviar solicitudes durante una reunión de café quincenal organizada por Apex en Pelican Espresso Home, 108 S. Sandusky Ave., de 9 a 11 am el jueves, dijo.

“No es una petición a favor del viento”, afirmó Fehrman. “Es una entrada a favor de la boleta y son los residentes del condado de Crawford que tienen una voz dentro del voto”.

Drennen dijo que es optimista de que un referéndum electoral lograría anular la decisión de los comisionados.

“Hay una variedad de partidarios silenciosos del viento en el condado de Crawford”, dijo, citando cada respuesta a un correo enviado por la empresa después de la votación y correos electrónicos de los partidarios. “Hay un contingente importante de seguidores optimistas pero silenciosos, y eso se siente bien. No puedo poner una cantidad; No puedo especular sobre eso, pero creo que si las personas solo prueban la oposición vocal, no ven la imagen completa.

“He visto el diálogo en el mercado sobre estas peticiones y muchas, muchas personas han dicho que esto debe someterse a votación. Entonces, si la gente necesita opinar y nunca simplemente… dejar que la elección sea totalmente de los comisionados, entonces esta es la posibilidad. Dirán seguro, necesito que esto aparezca en la encuesta, necesito tener un voto”.

Cuando se le preguntó si pensaba que un referéndum tendría éxito, Swalley respondió con un enfático “No”.

“Supongo que no”, agregó. “Pero cuanto más se alargue esto, quiero decir que esto simplemente ha arruinado la conexión entre vecinos, comunidades, cuanto antes arreglemos esto, mejor. Y si no obtienen la variedad de firmas, se van”.

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de los EE. UU. crearon una célula solar con una eficiencia récord del 39,5 % por debajo de la iluminación internacional de 1 sol. Esta es la celda solar de mayor eficiencia de cualquier tipo, medida en condiciones normales de 1 sol.

“La nueva celda es más respetuosa con el medio ambiente y tiene un diseño menos complicado que puede ser útil para una gran cantidad de propósitos nuevos, como los propósitos con áreas muy restringidas o los propósitos domésticos de baja radiación”, dijo Myles Steiner, científico principal en Grupo de fotovoltaicos cristalinos (PV) de eficacia excesiva de NREL e investigador principal del proyecto. Trabajó junto a sus colegas de NREL Ryan France, John Geisz, Tao Music, Waldo Olavarria, Michelle Younger y Alan Kibbler.

Los detalles del evento se describen en el documento “Células solares de triple unión con un 39,5 % de eficiencia terrestre y un 34,2 % de eficiencia espacial habilitadas por gruesas superredes de pozos cuánticos”, que aparece en el número de mayo de la revista Joule.

Los científicos de NREL establecieron previamente un documento en 2020 con una célula solar de seis uniones 39,2% ecológica que utiliza suministros III-V.

Algunas de las últimas células solares más potentes se han basado principalmente en la estructura de multiunión metamórfica invertida (IMM) que se inventó en NREL. Esta celda IMM {solar} de unión triple recientemente mejorada ahora se ha agregado a la Mejor gráfico de eficiencia de células de investigación. El gráfico, que revela el éxito de las células solares experimentales, incluye el documento anterior IMM de tres uniones del 37,9% establecido en 2013 por Sharp Company de Japón.

El desarrollo en la eficiencia siguió el análisis en células solares “cuánticamente bien”, que aprovechan muchas capas muy delgadas para cambiar las propiedades de las células solares. Los científicos desarrollaron una celda solar de propiedad cuántica con una eficiencia sin precedentes y la aplicaron en un dispositivo con tres uniones con diferentes bandas prohibidas, donde cada unión está sintonizada para capturar y aprovechar una porción especial del espectro solar.

Los suministros III-V, llamados así debido al lugar en el que caen en la tabla periódica, abarcan una variedad de bandas prohibidas de energía que les permiten enfocarse en diferentes componentes del espectro solar. La unión más alta es el producto del fosfuro de galio indio (GaInP), el centro del arseniuro de galio (GaAs) con pozos cuánticos y la parte inferior del arseniuro de galio indio (GaInAs) no emparejado en la red. Cada material ha sido extremadamente optimizado durante un largo tiempo de análisis.

“Un factor clave es que, si bien el GaAs es un material maravilloso y generalmente se utiliza en celdas de unión múltiple III-V, no tiene la banda prohibida adecuada para una celda de tres uniones, lo que significa que la estabilidad de las fotocorrientes entre las tres celdas es No es óptimo”, dijo France, científico principal y diseñador de células. “Aquí, hemos modificado la banda prohibida mientras mantenemos materiales de excelente calidad mediante el uso de pozos cuánticos, lo que permite este sistema y probablemente otros propósitos”.

Los científicos utilizaron pozos cuánticos dentro de la capa central para aumentar la banda prohibida de la celda de GaAs y mejorar la cantidad de luz solar que la celda puede absorber. Es importante destacar que desarrollaron dispositivos de propiedad cuántica ópticamente gruesos sin pérdida de voltaje principal. Además, descubrieron cómo se puede recocer la celda alta de GaInP durante el proceso de desarrollo con el fin de mejorar su eficiencia y cómo se puede reducir la densidad de dislocación de subprocesos en GaInAs no coincidentes en la red, mencionado en publicaciones separadas. En conjunto, estos tres suministros informan el nuevo diseño de la celda.

Las celdas III-V se caracterizan por su alta eficiencia, pero el proceso de fabricación históricamente ha sido costoso. Hasta ahora, las celdas III-V se han utilizado con fines energéticos similares a los de los satélites domésticos, vehículos aéreos no tripulados y otros propósitos de área de interés. Los investigadores de NREL han estado trabajando para reducir drásticamente el valor de fabricación de las células III-V y ofrecer diseños de células alternativos, lo que puede hacer que estas células sean rentables para muchos propósitos nuevos.

La nueva celda III-V también se probó para determinar qué tan amigable con el medio ambiente podría ser para fines internos, especialmente para los satélites de comunicaciones, que funcionan con celdas solares y para los cuales la eficiencia máxima de la celda es esencial, y llegó a 34.2 % para una medición de comienzo de vida. El diseño actual de la celda es apropiado para entornos de baja radiación, y los propósitos de mayor radiación también podrían habilitarse mediante un crecimiento adicional de la construcción de la celda.

NREL es el principal laboratorio nacional de la División de Energía de EE. UU. para el análisis y el crecimiento de la energía renovable y la eficiencia energética. NREL es operado para la División de Energía por Alliance for Sustainable Energy LLC.

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