由光学学会 研究人员设计了一种离网、低成本的模块化能源，它利用辐射冷却来有效地为夜间照明发电
学分:范玲玲和李玮，斯坦福大学 研究人员设计了一种离网、低成本的模块化能源，可以在夜间高效发电
该系统使用商业上可获得的技术，最终可能有助于满足城市地区的夜间照明需求，或者为发展中国家提供照明
虽然太阳能带来许多好处，但它的使用在很大程度上取决于阳光的分布，阳光在许多地方是有限的，在晚上是完全无法获得的
储存白天产生的能量的系统通常很昂贵，因此提高了使用太阳能的成本
为了找到更便宜的替代方案，斯坦福大学的范善辉领导的研究人员着眼于辐射冷却
这种方法利用从周围空气吸收的热量和寒冷空间的辐射冷却效应产生的温差来发电
在光学学会(OSA)杂志《光学快报》上，研究人员从理论上证明了一种优化的辐射冷却方法，可以产生2
每平方米2瓦，屋顶设备不需要电池或任何外部能源
这大约是实验证明的能量的120倍，并且足以驱动模块化传感器，例如用于安全或环境应用的传感器
该论文的第一作者范玲玲说:“我们正在努力开发高性能、可持续的照明产品，让每个人——包括发展中国家和农村地区的人——都能获得可靠、可持续的低成本照明能源。”
“模块化能源还可以为各种应用中使用的离网传感器供电，并用于将汽车产生的废热转化为可用电能
" 发电最大化 使用辐射冷却发电的最有效方法之一是使用热电发电机
这些设备使用热电材料，通过将热源和设备冷端或辐射冷却器之间的温差转换成电压来发电
在这项新工作中，研究人员优化了热电发电的每一步，以最大限度地利用屋顶设备进行夜间发电
他们改进了能量收集，使更多的热量从周围的空气流入系统，并结合了新的商业上可获得的热电材料，以提高设备对能量的利用
他们还计算出覆盖一平方米屋顶的热电发电机可以在热量损失和热电转换之间取得最佳平衡
研究小组成员李玮说:“最重要的创新之一是设计了一种附着在设备冷端的选择性发射器。”
“这优化了辐射冷却过程，使发电机能够更有效地排出多余的热量
" 研究人员通过使用计算机建模来模拟具有真实物理参数的系统，展示了新的方法
这些模型忠实地再现了以前的实验结果，并揭示了由研究人员设计的优化系统可以接近使用热电转换计算的最大效率
除了进行实验之外，研究人员还在检查白天和夜间操作系统的最佳设计，这可以扩大系统的实际应用
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