Realita poráží science-fiction: Nové zařízení generuje elektřinu ze stínů  
Jednoduchý a levný stínový generátor těží elektrický proud z rozhraní mezi světlem a stínem. Když se přes tohle zařízení ženou stíny mraků anebo větví, kterými pohybuje vítr, tak generuje dost elektřiny na to, aby napájelo mobilní elektroniku.
Prototyp stínového generátoru. Kredit: Royal Society of Chemistry.
Prototyp stínového generátoru. Kredit: Royal Society of Chemistry.

Za takový nápad by se nemusela stydět dobrá science-fiction. Prototyp zařízení, který nese označení Shadow-Effect Energy Generator (SEG), tedy řekněme stínový generátor, a který těží elektřinu na rozhraní světla a stínu, je ale naprosto reálný. Podle prvních ohlasů jde o fascinující záležitost, která by mohla vést k výrobě elektřiny v pokojových podmínkách.

 

Stínový generátor SEG rafinovaně využívá k produkci elektřiny kontrast mezi světlem a stínem. Tvoří ho soustava tenkých plátků zlata na křemíkovém podkladu, které jsou umístěné na ohebném polymeru. Pokud jde o solární energetiku, tak stíny představují problém, který komplikuje práci solárním článkům. Stínový generátor ale stín naopak ke svému provozu potřebuje. Podle tvůrců je stínový generátor levnější než typický solární článek a generuje tolik energie, že by to stačilo na provoz mobilních zařízení.

 

Tan Swee Ching. Kredit: National University of Singapore.
Tan Swee Ching. Kredit: National University of Singapore.

Tan Swee Ching z National University of Singapore a jeho spolupracovníci využili toho, že stíny jsou ve skutečnosti všudypřítomné. Jejich stínový generátor těží z kontrastu mezi ozářeným a zastíněným prostředím. Tento kontrast spouští „stínový“ mechanismus, který byl experimentálně pozorován pomocí Kelvinovy silové mikroskopie (KPFM, Kelvin Probe Force Microscopy). Výsledkem je zcela nový koncept výroby elektřiny.

 

National University of Singapore, logo.
National University of Singapore, logo.

Pokud je stínový generátor na rozhraní světla a stínu, tak vyrobí 200 procent elektřiny oproti klasickému solárnímu článku ve stejných podmínkách. Když je ovšem nový generátor v naprostém stínu nebo naopak zcela osvětlený, tak vyrábí jen nepatrné množství elektřiny či prakticky žádnou.

 

Tvůrci stínového generátoru názorně předvedli, že když přes toto zařízení přecházejí stíny, například kvůli pohybu mraků anebo větví stromů ve větru, tak generuje 1,2 V. To je dostatečné k napájení digitálních hodinek. V budoucnu by to prý mělo být ještě lepší. Výhodou stínového generátoru je i to, že může fungovat jako jednoduchý detektor pohybu. To by bylo možné využít pro chytrá domácí zařízení i další aplikace. Stínová energetika teď rozšíří seznam nových a rozhodně fascinujících metod získávání obnovitelné energie. Bude tam ve společnosti energie ze sněžení nebo z chladu kosmického prostoru.

 

Video: Hydrogel Coating – Tan Swee Ching

 

Literatura

National University of Singapore 21. 5. 2020.

Energy & Environmental Science online

Datum: 08.06.2020
Tisk článku

Tesla - Génius, který zkrotil elektřinu - Kent David J.
 
 
cena původní: 348 Kč
cena: 289 Kč
Tesla - Génius, který zkrotil elektřinu
Kent David J.


Diskuze:

Pobavení

Jiří Kocurek,2020-06-17 03:32:05

Poslední dvě věty opravdu pobavily. A s autorem v tomto zcela souhlasím.

Odpovědět

Jak by to mohlo fungovat

Petr Švanda,2020-06-14 20:21:14

Myslím si, že základem je piezoelektrický jev. Pro ty, kteří nevědí - deformací křemenného krystalu se generuje elektrické napětí. Používá se to v mnoha aplikacích od gramofonových přenosek, přes mikrofony, váhy, tlakoměry, až po piezoelektrické zapalovače. Na tu myšlenku mě přivedly zmňované zlaté plátky. Zlato má totiž velkou tepelnou roztažnost Když se zlaté plátky budou střídavě ozařovat a zastiňovat, budou se roztahovat a smršťovat. Tim budou deformovat křemenný výbrus, na kterém jsou nějakým způsobem pravděpodobně nalepené. Myslím, že to není apríl a může to fungovat. A při vhodné velikosti a rychlosti pohybu stínu, klidně i 200% výkonu plně osluněné fotovoltaiky. Stále je to hodně daleko do 100% účinnosti přeměny světla na elektrickou energii, tak proč by to nemohlo fungovat?

Odpovědět

Připomíná mi to princip

Vojta Ondříček,2020-06-10 06:44:36

Seebeckova (peltierova, thomsonova) efektu. Ovšem na rozdíl od thermoelektrického efektu, který vyvolá při běžných teplotních rozdílech napětí v řádu mV, tak má tento nový článek už při rozptýleném světle (ve stínu) vyvolat napětí 1,2V.

Ve výchozím článku se ohánějí vynálezci výrazy jako 0,001 sun (0,001 slunce ?) které mohu interpretovat jako světelný výkon jedné tisíciny slunečního světla, ale nejsem si tím jist.

Sluneční světlo dopadající na povrch Země má výkon zhruba kolem 600 ... 800W na metr čtvereční a tedy 60 ... 80mW na centimetr čtvereční. Ono záleží na nadmořské výšce umístění generátoru a na čistotě atmosféry, tedy tom, kolik ze solární konstanty 1,37kW na metr čtvereční (roční průměr) zachytí atmosféra a tedy kolik projde atmosférou. Klasický fotovoltaický článek o ploče 1 cm čtvereční s 15% účinností tedy generuje zhruba 10mW elektrického výkonu o poteciálu kolem 0,6V. Při plném slunečním svitu.

V rozptýleném světle, třeba v místnosti poblíž okna, kde by mohla dopadat na článek tisícina slunečního svitu by klasický FV článek generoval 10µW / cm², pochopitelně při o něco nižším napětí. Ovšem s poklesem světelného příkonu poklesá i účinnost článku, u některého typu poklesne značně.

Ten prezentovaný vynález SEG má mít zřejmě zanedbatelné ztráty a jestli tomu rozumím, tak vyšší výchozí napěťový potenciál (1,2V). Ten údaj 200% výkonu nemohu nikam zařadit.

No, v každém případu vítám realitu, která porazilla Sci-Fi. :-)

Odpovědět

takový zlepšovák...

Ladislav Truska,2020-06-09 20:40:57

kdyby tahle věc, co spíše připomíná apríl.., fakt fungovala.., nedala by se zlepšit účinnost využití takových solárních panelů tím, že by se nad ně umístily větrníky, které by otáčením neustále přes panely vytvářely přecházející stín.. Jestli je to opravdu 200% proti klasickým panelům, tak by to byla bomba... :)

Odpovědět


Re: takový zlepšovák...

Pavel Hudecek,2020-06-10 12:39:06

Já na základě toho obrázku se stínem R. kostky usuzuji, že pohyb netřeba, takže by se z toho dala udělat baterie, kde každý následující článek zakrývá půlku následujícího:-)

Tím plocha z vnějšího pohledu poklesne na polovinu a pokud má bejt plošný výkon polozastíněného článku 200% klasického FV, tak tato úprava zařídí 400:-)

Odpovědět

No nevim..

Ladislav Truska,2020-06-09 20:32:04

z laického pohledu mám dojem, že se tady vychvaluje jediný okamžik, kdy může být toto zařízení efektivnější, než klasický solární panel.. a to když přes něj proběhne nějaký výrazný stín.. Najednou 200% účinnosti solárního panelu.. Ten stín se jistě musí pohybovat přes panel (jinak by se 200% dalo zajistit už jen trvalým polovičním zastíněním panelu).. No a když tento pohyblivý stín není.., tak to zkrátka na klasický solární panel nemá nejmenší nárok.. Neboli.., zkouším si představit jinou aplikaci tohoto zázraku, než detektor pohybu... :)

Odpovědět

A kdyz ma stin v > c ?

Karel Marsalek,2020-06-09 16:26:55

Dneska jsem uz cetl clanek o pameti vody a ted na Oslu tohle!? Je dnes mezinarodni den trollu?

Horsi to zacne teprve byt, az ty blbosti nebudou tak snadno prokouknutelne :-(

Odpovědět


Re: A kdyz ma stin v > c ?

Petr Mikulášek,2020-06-10 18:47:55

Asi začali kopírovat od konkurenčního webu...
https://necyklopedie.org/wiki/Pohlcova%C4%8D_tmy

Odpovědět

Konečně vysvětlení poškození od broků z brokovnice

Jiří Večeřa,2020-06-09 10:10:50

Navrhuji a montuji fotovoltaické elektrárny. Nesetkal jsem se s reklamací na FV panely. Jediné dva panely, které nefungovaly a musel jsem je vyměnit byly na střeše prostřelené broky slaboduchých lovců. Až nyní jsem pochopil, proč prostřelené panely nefungovaly. Stín rychle letících broků vyvolal přepětí a zničil je. Co se člověk všechno na Oslu nedozví.

Odpovědět

Kozy

Pepa Vondrák,2020-06-09 09:37:47

To videjko je od věci, ale je zajímavé. Mají tam nějakou savou hmotu co vycucne vlhkost z baráku a nemusíte tam mít klimu. Jinak si z nás autor tím článkem zjevně dělá kozy. Ale co, proč bychom nemohli mít 9.6 dalšího Apríla.

P.

Odpovědět

No a je to tu!

Jaroslav Lepka,2020-06-09 09:36:38

Když jsme před cca 45 lety řešili teoretický problém, zda není tma opačný jev ke světlu a dali tak vzniknout novým technickým jevům jako tmomet, tmunel co prvotní znak tmunelové diody etc. bylo to v alkoholovém rauši. Docela by mně zajímalo na čem jedou současní objevitelé, to musí být matroš!

Odpovědět


Re: No a je to tu!

Vladimír Bzdušek,2020-06-09 16:35:32

Ano, a spínač/vypínač na tmu bol tmič, etc., etc ... Takých objavov už bolo ...

Odpovědět


Re: No a je to tu!

Jan Novák9,2020-06-10 08:34:02

Nebylo tohle někde v Grossmannových povídkách?
Žárovka nevyrábí světlo ale pohlcuje tmu, ta putuje po drátech do elektrárny kde se kondenzuje do uhlí (je černé) a to se v Ostravě zakopává pod zem abychom se té tmy zbavili. Proto je pod zemí tma. :-))

Odpovědět


Re: Re: No a je to tu!

Vladimír Bzdušek,2020-06-10 09:25:14

To Vám asi pripomína ten nový revolučný spaľovací motor. Ak sa na aute zaradí spiatočka, začne sa cez výfuk nasávať špinavý vzduch a v nádrži pribúda benzín ...

Odpovědět

Prototyp?

Mir. Novák,2020-06-09 09:31:42

No, to "prototyp" na obrázku je zcela jistě render prototypu, a to ještě mizerně udělaný právě kvůli zcela nesmyslným stínům v obrázku.

Odpovědět

Úžasný vynález

Kamil Kubů,2020-06-09 09:11:27

Jen si představte ty možné aplikace.

Solární panely s takovými články nebudou statické, ale budou se rovnoměrně otáčet nebo budou mít otáčivé stínící rolety. Tím pádem budou generovat střídavý proud a nebudou nutné drahé a ztrátové invertory. Bomba.

Panely umístíme dovnitř budov, kdy strana směrem dovnitř bude ta osvětlená a zadní bude ta ostíněná. Celý den to bude vyrábět energii do baterky. Večer se setmí, my si rozsvítíme energií z baterky a ejhle, zase to generuje elektrickou energii. Skoro perpetuum mobile.

A mnoho dalších

Odpovědět


Re: Úžasný vynález

Petr Mikulášek,2020-06-10 18:40:49

A co teprve, když ten větrák bude plastový a bude u ložiska lechtán kouskem kožešiny. To dá několik desítek tisíc voltů! Panečku, dát si na zahradu 20-30 větráčků a zapojit je do série, to už se skoro dají vypnout Dukovany, z těch jde jenom 400 tisíc voltů!

Nebo prostě postavíme elektrárnu na blbost. Kdo veřejně bude měřit výkon, práci, elektrický proud nebo elektrický náboj ve Voltech, sedne na rotoped s dynamem a bude vyrábět volty, nebo dostane celým kompletem tria Haliday, Resnik, Walker ránu do temenní kosti.

Odpovědět


Re: Re: Úžasný vynález

Jiří Kocurek,2020-06-17 03:28:11

Ránou do temenní kosti máte na mysli retrofrenologii? :)

Cituji: "Funguje to asi takhle. Frenologie, jak každý ví, je způsob, jak určit charakter, schopnosti a možnosti člověka z vypuklin a dolíků v jeho lebce. Z toho vyplývá -podle onoho druhu logického myšlení, které je charakteristizuje ankh-morporskou populaci-, že by bylo možno ty věci změnit nebo vylepšit, pokud by se takové vypukliny na správných místech vytvořily. Zajdete si prostě do do oficíny a objednáte si uměleckého ducha se sklonem k sebepozorování a přiobjednáte si lehkou hysterii. V praxi pak dostanete několik úderů do hlavy, a které vám nškdo zasadí dřevěnými palicemí různé velikosti. A to nemluvíme o tom, že to vytváří nové pracovní příležitosti a udržuje peníze v oběhu. A o to u takových věcí jde." Terry Pratchett

Odpovědět

Karavaning

Alena Krátká,2020-06-09 08:29:05

Přesně něco takového potřebuji. Mám karavan a když ho nechám na sluníčku, tak solár dobíjí, ale je v něm hic. Když pod stromy, kde tu a a tam sluníčko a kde listy dost stíní tak solár nedobíjí. Tohle by do značné míry řešilo problém...

Odpovědět


Re: Karavaning

Petr Mikulášek,2020-06-10 18:29:48

Neřešilo. Před 3/4 rokem jsem v práci řešil solární panely. Zastíněním části solárního panelu spadl výkon ze 150W na 12W, tj. na 8%. Pokud ten polostín zvedne produkci na 200% zastíněnýho, tak je to furt jenom 16% toho, co dá solární panel na sluníčku. Tzn.6.25x větší panely. Nebo místo jednoho dne nabíjet jeden týden.

Odpovědět

Jirka Komar,2020-06-09 00:27:23

To chci... potřeboval bych něco abych upoutal pozornost při hodině....
Ledku by to rozsvítilo, ale dalo by se to snad pospojovat aby to dávalo víc proudu?

Odpovědět


Re:

Malomestak Veliky,2020-06-09 16:43:42

No, nevím jestli záměrně, ale v článku je vynecháno to nejpodstatnější, a to je výkon - který ve zdroji je (takže se přikláním k záměru, nejspíš právě pro vyvolání diskuse). Výkon uváděný v odkazovaném zdroji:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/EE/D0EE00825G

dosahuje závratných hodnot 140 nanowatt na centimetr čtvereční ( ..). To je asi 125 tisíckrát (odhadem) menší výkon než normální solární panel a na rozsvícení LED o příkonu 20 mW by to potřebovalo "polostíněnou" plochu asi 14.5 metru čtverečního, nic moc do třídy (a do karavanu už vůbec ne).

Prosím opravte mě jestli jsem něco v odkazovaném článku nebo ve výpočtu popletl.

Odpovědět


Re:

Petr Mikulášek,2020-06-10 19:04:52

LEDku to neutáhne, ale s přehledem by to utáhlo DEDku (Dark Emitting Diode). Když jsme s ní svítili na základce spolužákovi na hlavu, upoutalo to pozornost učitelky tak důkladně, že si třídu zopakoval.

Odpovědět

tohle mi nedělejte

Radovan R,2020-06-08 23:51:47

"...generuje elektrický proud 1,2 V" ne, jen to neeee...

Odpovědět


Re: tohle mi nedělejte

Jan Adamek,2020-06-09 06:22:56

"tak generuje 1,2 V." To asi nebude elektrický prúd, keď je to vo Voltoch.

Odpovědět


Re: Re: tohle mi nedělejte

Radovan R,2020-06-09 11:46:17

Citoval jsem původní text, už to opravili.

Odpovědět

Kýho výra!

Jirka Niklík,2020-06-08 23:49:42

Vysvětlí někdo v diskuzi o co jde? Prvního apríla už bylo...

Odpovědět


Re: Kýho výra!

Jan Novák9,2020-06-09 13:13:38

Je to "eko" a ještě to tu nebylo (ne s tímhle titulem) tzn. grant a publikace jsou jisté. A na hodinky kde maličká baterka vydrží 2 roky (ne chytré) by to opravdu stačit mohlo. Stejně jako normální fotočlánek.

Odpovědět


Re: Re: Kýho výra!

Ivan Polák,2020-06-13 13:26:37

Teda ty nápady na použití takovýchhle nesmyslů pro hodinky jsou podezřelé. Kdo dneska nosí klasické náramkové hodinky? Ale vždycky jsem si lámal hlavu, proč v těch elektronických hodinkách je vůbec baterie, když při máchnutí rukou by sebemenší závažíčko vyrobilo energie snad na několik dní. Ostatně labutí píseň klasických mechanických "natahovacích" hodinek bylo právě tohle.
Jinak na ty články, kde se vyskytují jediné elektrické údaje ve voltech je autor specialista. To lepší byl ten o energii z deštových kapek. Ten zdroj by na uvedeném principu alespoň v podstatě pracovat mohl.

Odpovědět


Re: Re: Re: Kýho výra!

Jan Novák9,2020-06-14 13:06:06

Baterka je tam proto že hodinky se závažíčkem jsou mnohem dražší a náchylnější na poškození nárazem. Přece je je to jemná mechanika - dražší na výrobu než cívečka s baterkou.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace