ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมาไม่มีแผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตไฟฟ้าได้ในตอนกลางคืนเลย แต่การวิจัยชิ้นใหม่จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ประเทศสหรัฐอเมริกา แสดงให้เห็นถึงโอกาสในการเก็บเกี่ยวพลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานแสงอาทิตย์ได้แม้ในยามที่พระอาทิตย์ไม่สาดส่อง
นักวิจัยจากสแตนฟอร์ดดัดแปลงแผงโซลาร์เซลล์ที่มีจำหน่ายทั่วไปเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยในตอนกลางคืน โดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสี ซึ่งอาศัยสุญญากาศในอวกาศที่เย็นยะเยือก
แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์มาตรฐานสามารถจ่ายไฟฟ้าได้ในระหว่างวัน แต่อุปกรณ์นี้สามารถทำหน้าที่เป็น “แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ต่อเนื่องสำหรับทั้งกลางวันและกลางคืน เพราะต่อให้แผงโซลาร์เซลล์ที่ดัดแปลงด้วยการเพิ่มเทคโนโลยีบางอย่างลงไปแล้วจะสร้างพลังงานจำนวนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์สมัยใหม่ที่ทำได้ในตอนกลางวัน แต่พลังงานนั้นยังคงมีประโยชน์อยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางคืน เมื่อความต้องการพลังงานต่ำกว่ามาก” ตามผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Applied Physics Letters ระบุ
เทคโนโลยีดังกล่าวประกอบด้วยเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งสามารถดึงกระแสไฟฟ้าจากความแตกต่างเล็กน้อยของอุณหภูมิระหว่างอากาศแวดล้อมและเซลล์แสงอาทิตย์
ซานฮุย ฟาน ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด
“เรามักจะคิดว่าดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญ แต่ความจริงคือความเย็นของอวกาศยังเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญอย่างยิ่ง” ซานฮุย ฟาน ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ผู้เป็นหัวหน้านักวิจัยของโครงการนี้กล่าว
ในทางเทคนิค แผงโซลาร์เซลล์ที่ดัดแปลงจะไม่ผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ในตอนกลางคืน แทนที่จะใช้ประโยชน์จากแสงแดด (หรือแสงดาวและแสงจันทร์) นักวิจัยได้เพิ่มเทคโนโลยีที่ใช้ประโยชน์จากการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสี
เมื่อวัตถุหันเข้าหาท้องฟ้าในตอนกลางคืน มันจะแผ่ความร้อนออกสู่อวกาศ ซึ่งหมายความว่าวัตถุจะเย็นกว่าอุณหภูมิของอากาศรอบๆ ผลกระทบนี้อาจมีการใช้งานที่ชัดเจนในอาคารทำความเย็น แต่ความแตกต่างของอุณหภูมิก็สามารถนำมาใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้เช่นกัน
ทั้งนี้เมื่อเกือบ 2 ทศวรรษที่ผ่านมา การใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาแพงมาก จนดูเหมือนความฝันในการพัฒนาพลังงานทางเลือก ตั้งแต่นั้นมาแรงจูงใจของรัฐบาลประเทศต่างๆ และการแข่งขันในตลาดทำให้ราคาพลังงานแสงอาทิตย์เข้าถึงได้กว่าเดิมมาก
ทุกวันนี้ ราคาของพลังงานแสงอาทิตย์นั้นถูกกว่าถ่านหิน ซึ่งตามเนื้อผ้าแล้วจะเป็นรูปแบบพลังงานที่ถูกที่สุด ตอนนี้บริษัทใหญ่ๆ กำลังลงทุนหลายล้านดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อพัฒนาพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นวัตกรรมนี้จากสแตนฟอร์ดหากนำไปต่อยอดในเชิงธุรกิจอย่างจริงจัง ก็คาดว่าจะประสบความสำเร็จอย่างสูงในตลาดพลังงานหมุนเวียน และทำให้เกิดความมั่นคงทางพลังงานมากขึ้น
สำหรับพลังงานหมุนเวียนมีลักษณะเฉพาะจากการใช้ทรัพยากรที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ตามธรรมชาติ แหล่งพลังงานหมุนเวียน ได้แก่ แสงแดด ลม เศษไม้ คลื่น และความร้อนใต้พิภพ
การใช้พลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้นเนื่องจากปัจจัยหลายประการ เช่น ความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบเดิม จำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นและการขยายตัวของเมือง ตลอดจน ต้นทุนที่ลดลงของเทคโนโลยีหมุนเวียน ความต้องการความมั่นคงด้านพลังงานได้กระตุ้นการใช้พลังงานหมุนเวียนและการผลิตพลังงานแบบกระจายภายในระบบจำหน่ายพลังงานไฟฟ้า
อย่างไรก็ตาม ระบบที่อาศัยพลังงานแบบกระจายอำนาจทั้งหมด อาจยังไม่สามารถทำได้ในพื้นที่ส่วนใหญ่เนื่องจากข้อบกพร่องทางเทคโนโลยีและโครงสร้างพื้นฐานที่ล้าสมัย การใช้โครงการพลังงานทดแทนขนาดใหญ่สำหรับพื้นที่ชนบทหรือประเทศกำลังพัฒนาอาจเป็นประโยชน์ต่อภูมิภาคเหล่านี้เช่นกัน เนื่องจากไฟฟ้าในพื้นที่เหล่านี้มักมีคุณภาพต่ำ ใช้อย่างไม่มีประสิทธิภาพ และจ่ายไฟฟ้าไม่เสถียร การใช้พลังงานหมุนเวียนจึงสามารถปรับปรุงคุณภาพชีวิต การผลิตทางเศรษฐกิจ และเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
ในปี 2548 มีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งนอกยุโรปและอเมริกาเหนือที่ใช้นโยบายและเป้าหมายเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียน แต่กว่าทศวรรษต่อมา ประเทศส่วนใหญ่ทั่วโลกได้กำหนดเป้าหมายของตนเองในเรื่องนี้เช่นกัน โดยเมื่อเร็วๆ นี้ ประเทศจีนได้กลายเป็นผู้นำระดับโลกด้านพลังงานหมุนเวียนและลงทุนมหาศาลในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน ขณะที่จีนและสหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในการใช้พลังงานหมุนเวียน และต่างก็ประสบกับการบริโภคพลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ด้วยเหตุนี้ จึงทำให้สถานการณ์ด้านพลังงานทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สัดส่วนพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ในการผลิตพลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้นทุกปีตั้งแต่ปี 2550 เป็นต้นมา และเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในปี 2564 ที่ 28%
ที่มา เทคโนโลยี “พลังงานหมุนเวียน” ก้าวหน้าอีกขั้น เมื่อสแตนฟอร์ดพัฒนา “แผงโซลาร์เซลล์” ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืน (salika.co)
