Generátor stínové energie (SEG), který vyvíjí Národní singapurská univerzita, má potenciál získávat energii na stejném principu jako solární články, ale bez nutnosti volného prostoru s nepřerušeným, přímým světlem.
Aby fungoval efektivně, potřebuje SEG jak světlo, tak tmu. Stejně jako solární panely se spoléhá na světlo dopadající na křemíkové fotovoltaické články, v nichž vzájemným působením slunečního záření a polovodiče – křemíku – dochází k pohlcování fotonů a uvolňování elektronů.
SEG ovšem používá panely s tenkou vrstvou zlata, stříbra, platiny nebo wolframu, v nichž rozdíl intenzity světla žene elektrony z nasvícených oblastí do stínu, a elektřina se vytváří právě v zastíněných částech článku.
„Na konvenční fotovoltaické panely, kde se k napájení zařízení používá konstantní zdroj světla, mají stíny negativní účinek. Naší metodou jsme zužitkovali kontrast osvětlení způsobený stíny jako nepřímý zdroj energie. Kontrast způsobuje rozdíl napětí mezi zastíněnými a osvětlenými částmi, výsledkem je elektrický proud,“ popisuje vedoucí výzkumného týmu, doktor Swee Ching Tan.
Jednou z výhod zařízení jsou možnosti výroby. Podle singapurských vědců je snadnější vyrábět článek SEG než tradiční křemíkové solární články. „Naše zařízení potřebuje jen kus křemíkového substrátu potaženého tenkým kusem kovového filmu,“ míní Tan.
Není náhoda, že technologie je vyvíjena právě v Singapuru. Městský stát má jednu z nejvyšších hustot mrakodrapů na světě.
Jako místo budoucího využití nové metody vidí singapurský vědec v městech, kde se neustále mění hladina světla a stínu a ve kterých je proto nepraktické umisťovat klasické solární panely. „Naše zařízení by se mohlo hodit pro místa, která jsou velmi hustě obydlená, ve městech s mrakodrapy, které vrhají stíny nepřetržitě,“ míní Tan.
Svůj výzkum prezentoval Tan v odborném časopisu Energy & Environmental Science, který vychází pod záštitou britské Královské chemické společnosti.
„Článek z Národní singapurské univerzity představuje inovativní a slibnou metodu získávání energie z neobvyklého zdroje – z kontrastu mezi světlem a stínem. Tato kombinace kreativity a precizního technického porozumění je skvělým příkladem, jak se vědci po celém světě věnují naléhavému problému obnovitelné energie,“ uvádí hlavní editor časopisu, doktor Sam Keltie.
Výroba stínové energie je teprve v plenkách
Podle laboratorních experimentů je SEG dvakrát účinnější ve srovnání s klasickými křemíkovými solárními články, na které pravidelně dopadá stín. A právě tam leží podle kritiků metody kámen úrazu. Při provádění takových porovnání by totiž podle Anity Ho-Baillieové, expertky na fotovoltaiku ze Sydneyské univerzity, měli být singapurští vědci opatrní.
Startuje odchod Česka od uhlí. Kotle Prunéřova I definitivně vyhasly |
„Klasické křemíkové články nejsou navrženy pro stíny. Jsou navrženy tak, aby produkovaly příslušný proud energie a poháněly tak spotřebiče nebo nabíjely baterie. Mluvíme tady o kilowattech. Účinnost SEG je ve skutečnosti opravdu nízká: 0,14 mikrowattů na centimetr čtvereční v podmínkách vnitřních prostor odpovídá účinnosti přeměny energie v hodnotě 0,14 procent,“ uvádí Ho-Baillieová pro web Chemistry World.
Tan si je podle všeho vědom nedokonalostí, které australská vědkyně zmiňuje. Na skeptické poznámky odpovídá faktem, že výzkum je v rané fázi a prostor pro zdokonalování je teprve potřeba prozkoumat.
„Vyvinuli jsme bezprecedentní koncept, přičemž bychom měli mít na paměti, že v budoucnu by mohl pomoci při efektivní výrobě energie v místech, kde jsou solární články neúčinné. Srovnání s klasickými solárními články je omezeno na vnitřní prostor s přetrvávajícími stíny. A ano, účinnost našeho zařízení je nyní nízká. Prezentovaný koncept ale může být odrazovým můstek pro další experimenty v oblasti získávání energie. První zařízení je vždycky nedokonalé. Ve všech oblastech existuje prostor pro improvizaci, i v oblasti fotovoltaiky. U komerčních solárních článků, které jsou dnes k dispozici, trvalo několik let, než se optimalizovaly,“ poznamenává Tan.
Panely, které zatím tým testoval, jsou velké asi šest čtverečních centimetrů a dokážou vyprodukovat jen 0,25 voltu. To znamená, že na rozsvícení žárovky nebo nabití telefonu by jich bylo potřeba asi dvacet.
V současné době aplikuje Tan a jeho tým zařízení pouze v malém měřítku, například právě při dobíjení mobilních telefonů. SEG lze používat i v uzavřených, hůř osvětlených místnostech, protože zařízení je citlivé i na jemné stíny, které vrhá zdroj světla s nízkou intenzitou.
Potenciál SEG nicméně podle jeho stvořitelů sahá dál a singapurským vědcům se již nyní hlásí zájemci z řad průmyslníků. Tan zároveň pomýšlí na založení společnosti, která by vyráběla SEG články dostupné pro použití v domácnostech.
