Thiết bị năng lượng mặt trời của Harvard thay đổi theo thời tiết, cung cấp cả điện năng và nhiệt lượng

Các nhà nghiên cứu tại Harvard đã phát triển một thiết bị thu năng lượng mặt trời “ngược dòng” sáng tạo, có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa việc phát điện và cung cấp nhiệt dựa trên nhiệt độ môi trường, giải quyết một hạn chế quan trọng của các công nghệ năng lượng mặt trời truyền thống. Thiết bị sử dụng một quá trình chuyển pha đơn giản—nước bay hơi và ngưng tụ trong một khoang kín—để hoạt động như một công tắc quang học. Khi nhiệt độ cao, hơi nước tạo ra sự sai lệch chỉ số khúc xạ, tập trung ánh sáng mặt trời lên tế bào quang điện (PV) để phát điện. Khi nhiệt độ thấp, nước ngưng tụ làm giảm sự sai lệch này, khuếch tán ánh sáng để cung cấp nhiệt trực tiếp cho không gian trong nhà. Hệ thống thụ động, không cần cảm biến này điều chỉnh đầu ra năng lượng phù hợp với nhu cầu theo mùa của tòa nhà, cung cấp điện cho làm mát vào mùa hè và nhiệt vào mùa đông. Được cấu tạo như một bộ phận xếp lớp bao gồm thấu kính Fresnel, khoang nước và tế bào PV, thiết bị đã thể hiện khả năng tự điều chỉnh hiệu quả trong các thử nghiệm phòng thí nghiệm mô phỏng khí hậu Boston, chuyển đổi chế độ quanh điểm sương 15°C (59°F). Nó đạt hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt khoảng 90% trong chế độ sưởi, hiệu quả gấp khoảng năm lần.