Máy phát kiểu nhiệt điện mới liên tục tạo ra điện cả ngày lẫn đêm

21/04/2023 - 17:39 (GMT+7)

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một máy phát điện kiểu nhiệt điện mới (TEG) có thể liên tục tạo ra điện bằng cách sử dụng nhiệt từ mặt trời và một phần tử bức xạ giải phóng nhiệt vào không khí, mà không cần bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Do hoạt động được cả ngày lẫn đêm, TEG mới có thể cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho các thiết bị điện tử nhỏ như các cảm biến ngoài trời.

Trưởng nhóm nghiên cứu Jing Liu từ Đại học Jimei, Trung Quốc cho biết: “Các nguồn năng lượng truyền thống như pin có dung lượng hạn chế và cần phải thay thế hoặc sạc lại thường xuyên, rất bất tiện và không bền vững. Thiết kế TEG mới này có thể cung cấp giải pháp năng lượng bền vững và liên tục cho các thiết bị nhỏ, giải quyết các hạn chế của những nguồn năng lượng truyền thống như pin. Công nghệ TEG mới có thể tác động đến nhiều ứng dụng, từ cảm biến từ xa đến thiết bị điện tử có thể đeo được, thúc đẩy cách tiếp cận bền vững và thân thiện với môi trường hơn để cung cấp năng lượng cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta."

Thiết bị máy phát nhiệt điện tự cung cấp năng lượng mới. Ảnh: Haoyuan Cai, Đại học Jimei

Tăng cường hiệu suất TEG

Khi một vật liệu nhiệt điện bị chênh lệch nhiệt độ, các electron sẽ di chuyển từ phần nóng sang phần lạnh, tạo ra dòng điện. Trước đây tuy đã có các máy phát điện kiểu nhiệt điện TEG dựa trên hiện tượng này, nhưng chúng có xu hướng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ không ổn định và không tạo ra đủ điện năng để sử dụng.

Để giải quyết những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại TEG mới, sử dụng một bộ phận gọi là bộ hấp thụ năng lượng mặt trời băng thông siêu rộng (UBSA) để thu ánh sáng mặt trời, làm nóng một bên của máy phát điện. Đồng thời, một thành phần khác được gọi là cực phát làm mát bức xạ phẳng (RCE) giúp giải phóng nhiệt để làm mát mặt còn lại. Cả UBSA và RCE đều có thể được áp vào các vật liệu nền linh hoạt, và có thể cung cấp điện cho các thiết bị đeo được.

(a) TEG tự cung cấp năng lượng có thể sản xuất điện vào cả những ngày quang đãng và nhiều mây. (b) Công suất định mức do thiết bị tạo ra trong ba điều kiện khác nhau. Ảnh: Haoyuan Cai, Đại học Jimei

 

Do công suất sưởi ấm của UBSA lớn hơn đáng kể so với công suất làm mát của RCE dưới cường độ ánh sáng mặt trời bình thường, nên các nhà nghiên cứu đã đặt RCE trên một UBSA có diện tích lớn hơn. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào toàn bộ thiết bị, các phần không bị che khuất của UBSA sẽ hấp thụ năng lượng mặt trời để nóng lên trong khi RCE phía trên bắt đầu nguội đi. Sự kết hợp giữa sưởi ấm và làm mát tạo ra chênh lệch nhiệt độ và sinh ra điện năng.

Vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây, chênh lệch nhiệt độ giảm đáng kể do không có ánh nắng chiếu trực tiếp. Tuy nhiên, vẫn có sự chênh lệch nhiệt độ nhất định và có thể được tận dụng để tạo ra điện, mặc dù hiệu suất thấp hơn so với ngày nắng.

Qua thí nghiệm, thiết bị đạt được điện áp đầu ra cực đại là 166,2 mV trong điều kiện ban ngày quang đãng, đủ để cấp nguồn cho một cảm biến hoặc thiết bị nhỏ. Trong điều kiện ban đêm quang đãng và ban ngày nhiều mây, nó tạo ra 14,7mV và 95mV tương ứng.

Các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc để tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả, độ bền và khả năng mở rộng của thiết bị, đồng thời lên kế hoạch kiểm tra độ ổn định và độ tin cậy lâu dài của thiết bị trong các điều kiện khác nhau. Họ cũng muốn khám phá tiềm năng sản xuất hàng loạt với chi phí hợp lý và cải thiện hiệu suất của thiết bị cũng như khả năng thích ứng với các ứng dụng khác nhau.


Mạnh Tiến (Theo Techxplore.com) 21/04/2023 - 17:39 (GMT+7)
Share

EVNCPC ghi dấu ấn trong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

EVNCPC ghi dấu ấn trong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Chiều 04/6 tại Đà Nẵng, ông Đinh Thế Phúc - Thành viên HĐTV EVN chủ trì buổi làm việc với Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) về công tác vận hành viễn thông và công nghệ thông tin (VTCNTT), kênh truyền SCADA và nhiệm vụ khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số năm 2026. Lãnh đạo EVN ghi nhận EVNCPC đạt nhiều kết quả nổi bật trên các lĩnh vực này.


Công đoàn Điện lực Việt Nam tham gia Triển lãm chào mừng Đại hội XIV Công đoàn Việt Nam

Công đoàn Điện lực Việt Nam tham gia Triển lãm chào mừng Đại hội XIV Công đoàn Việt Nam

Tham gia triển lãm Triển lãm “Trí tuệ người lao động Việt Nam”, Công đoàn Điện lực Việt Nam giới thiệu 4 sản phẩm tiêu biểu do đội ngũ cán bộ, kỹ sư, người lao động trong Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo.


Chủ động nguồn điện mùa nắng nóng với điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu

Chủ động nguồn điện mùa nắng nóng với điện mặt trời mái nhà tự sản tự tiêu

Nhu cầu sử dụng điện tăng cao trong mùa hè trở nên "dễ thở" hơn đối với chính doanh nghiệp, người dân khi họ chủ động được nguồn điện tại chỗ với điện mặt trời mái nhà tự sản xuất, tự tiêu thụ. Ghi nhận của evn.com.vn tại Hà Nội.


Đoàn Đại biểu Công đoàn Điện lực Việt Nam dự Đại hội XIV Công đoàn Việt Nam

Đoàn Đại biểu Công đoàn Điện lực Việt Nam dự Đại hội XIV Công đoàn Việt Nam

Đại hội Công đoàn Việt Nam lần thứ XIV nhiệm kỳ 2026 - 2031 được tổ chức tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia (Hà Nội) từ ngày 3 - 5/6. Đoàn đại biểu Công đoàn Điện lực Việt Nam gồm 11 đại biểu, do ông Đỗ Đức Hùng - Ủy viên Ban Chấp hành Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam, Chủ tịch Công đoàn Điện lực Việt Nam làm Trưởng đoàn.


Đường dây 500kV mạch 3 phát huy hiệu quả khi phụ tải miền Bắc lập đỉnh

Đường dây 500kV mạch 3 phát huy hiệu quả khi phụ tải miền Bắc lập đỉnh

Vừa qua, miền Bắc đã trải qua những ngày nắng nóng đỉnh điểm, với nhu cầu sử dụng điện liên tục thiết lập kỷ lục mới. Trong bối cảnh đó, cả ba đường dây truyền tải điện cao áp 500kV Bắc – Nam đã vận hành ở mức tải cao để đưa điện từ miền Trung, miền Nam ra phía Bắc. Đặc biệt, đường dây mạch 3 Quảng Trạch – Phố Nối đóng vai trò then chốt.