Thiết bị này cũng giống như những tấm pin năng lượng Mặt trời, điểm khác biệt là nó không lấy năng lượng trực tiếp từ Mặt trời mà từ sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Chính vì điều này, thiết bị có thể tạo ra điện vào ban đêm khi các tấm pin Mặt trời không thu được năng lượng.
Thu năng lượng trực tiếp từ bóng đêm
Thông thường, các tấm pin năng lượng Mặt trời hiện nay đều nhận ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời vào ban ngày và sau đó chuyển hóa thành điện năng. Tuy nhiên, điểm yếu lớn nhất mà từ trước đến nay các nhà khoa học tìm ra nguồn năng lượng vô tận từ Mặt trời lại chưa giải quyết được vấn đề đó là khi màn đêm buông xuống thì hầu hết các tấm pin Mặt trời không thể thu nhận được năng lượng. Việc lưu trữ và sử dụng năng lượng Mặt trời vào ban đêm đã trở thành bài toán khó đối với nhiều nhà khoa học, hơn nữa giá thành mà các quốc gia sử dụng nguồn năng lượng Mặt trời từ pin Mặt trời thường bị đội giá lên cao gấp bội lần.
Do đó, Aaswath Raman, trợ lý giáo sư tại Đại học California, Los Angeles (Mỹ), tác giả chính của công trình nghiên cứu và các cộng sự của ông là Wei Li và Shanhui Fan, đến từ Đại học Stanford, đã phát triển một thiết bị sử dụng kỹ thuật làm mát bức xạ để tạo ra điện từ màn đêm lạnh lẽo.
“Tại sao chúng ta cứ phải chờ đến ban ngày mới có thể lấy được nguồn năng lượng từ Mặt trời để tạo ra điện, trong khi chúng ta có thể làm được điều đó vào ban đêm? Chúng tôi tin rằng, với công nghệ của chúng tôi, nguồn năng lượng này không chỉ phục vụ làm điện thắp sáng mà còn có thể đem điện đến với những nơi vùng sâu, vùng xa vốn khó tiếp cận với mạng lưới điện quốc gia, và đặc biệt là những nơi cần phải có điện vào ban đêm”, Aaswath Raman nói.
“Hy vọng, công trình nghiên cứu của chúng tôi có thể trở thành cơ hội phát triển công nghệ trong sản xuất điện năng lượng Mặt trời bằng cách tận dụng “không gian lạnh lẽo” ngoài trời biến nó thành nguồn năng lượng tái tạo vô tận”, Aaswath Raman nhấn mạnh.
“Tóm” lượng nhiệt bị thất thoát
Đây có lẽ là công nghệ mới nhất trong các công trình nghiên cứu và phát triển nhằm tạo ra nguồn năng lượng tái tạo vô tận từ Mặt trời. Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học California và Stanford cho biết, nhiệt của mặt đất truyền vào bầu khí quyển dưới dạng bức xạ nhiệt, một phần của lượng nhiệt này bị biến mất vào không trung, hòa vào không khí lạnh ở các tầng khí quyển cao. Công nghệ này “tóm” lấy lượng nhiệt bị thất thoát ở giữa đường. Buổi chiều khi Mặt trời lặn, mặt đất sẽ dần chuyển lạnh, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm xuất hiện cũng là lúc hiện tượng làm mát bức xạ diễn ra. Nhóm các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ này tại khuôn viên Đại học Stanford và đã đạt được một số thành công nhất định.
Raman cho biết, kết quả thử nghiệm đáng ngạc nhiên bởi thiết bị đã tạo ra được 25 milliwatts điện/m2, đủ khả năng cung cấp điện cho một bóng đèn LED. Tuy nó tạo ra lượng điện năng ít hơn so với pin Mặt trời có kích thước tương tự, nhưng đáng chú ý nó đã tạo ra năng lượng từ màn đêm ở những nơi không có điện và khó tiếp cận với điện lưới quốc gia. Ngoài ra, Raman còn khẳng định, công nghệ này sau khi cải tiến có thể tạo ra nguồn năng lượng khoảng 0.5W/m2, gấp khoảng 20 lần so với thiết bị trong nghiên cứu đã được thử nghiệm, đặc biệt là những nơi có khí hậu khô, nóng.
Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế, công nghệ này sau khi đi vào thực tiễn đời sống nó có thể mang lại nguồn điện cho khoảng 1 tỷ người dân trên toàn thế giới với giá thành rất rẻ, đặc biệt là ở vùng sâu, vùng xa, nơi không thể tiếp cận được với điện lưới quốc gia.
“Công nghệ của chúng tôi sẽ tạo ra những cơ hội phát triển cho những vùng đất lạnh lẽo trên thế giới, có thể tạo ra nhiệt và điện bởi chúng là nguồn năng lượng tái tạo xanh và sạch. Mặc dù sản lượng còn thấp, nhưng nó sẽ là trợ thủ đắc lực cho các công trình năng lượng Mặt trời”, Raman cho biết.
Các nhà khoa học tin rằng, nghiên cứu này sẽ mở đường cung cấp năng lượng cho các khu vực hẻo lánh và khó có điều kiện tiếp cận điện trên thế giới. Phần lớn dân số thế giới hiện nay vẫn đang thiếu điện, đặc biệt là vào ban đêm khi các hệ thống quang điện dừng hoạt động. Khả năng tạo ra điện vào ban đêm cũng mở ra nhiều cơ hội và hàng loạt ứng dụng mới, bao gồm cảm biến ánh sáng và các loại cảm biến tiêu thụ ít điện năng.