Los sensores colocados en el ambiente pasan largos períodos de tiempo al aire libre en todas las condiciones climáticas, y deben alimentarse continuamente para recopilar datos. Muchos, como las células fotovoltaicas, usan el sol para producir electricidad, pero la alimentación de los sensores exteriores es nocturnaun reto.
Los dispositivos termoeléctricos, que utilizan la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del dispositivo para generar energía, ofrecen cierta promesa para aprovechar la energía natural. Pero, a pesar de ser más eficientes que los fotovoltaicos, muchos dispositivos termoeléctricos cambian el signo de su voltaje,lo que significa que la corriente eléctrica cambia la dirección de su flujo, cuando las temperaturas ambientales cambian, por lo que el voltaje cae a cero al menos dos veces al día.
"El signo del dispositivo termoeléctrico depende de la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del dispositivo", dijo el autor Satoshi Ishii. "La refrigeración se puede utilizar para crear una diferencia de temperatura en comparación con la temperatura ambiente, y si hay undiferencia de temperatura, la generación termoeléctrica es posible "
En un estudio publicado esta semana en letras de física aplicada , por AIP Publishing, los autores probaron un dispositivo termoeléctrico compuesto por un emisor selectivo de longitud de onda que enfría constantemente el dispositivo durante el día usando enfriamiento radiativo, la dispersión de energía térmica del dispositivo en el aire. Como resultado, ella parte superior del dispositivo está más fría que la parte inferior, lo que provoca una diferencia de temperatura que crea un voltaje constante durante el día y la noche y diversas condiciones climáticas.
Los autores compararon un emisor de banda ancha con un emisor selectivo, mostrando que el emisor selectivo evita el problema de la caída de voltaje a cero durante los cambios ambientales en la temperatura.
"Para el emisor selectivo, es mejor tener una emisividad cercana a la unidad en la ventana atmosférica, aproximadamente de 8 a 13 micrómetros, donde la transmitancia atmosférica es alta y la emisión térmica puede irradiar efectivamente al espacio, lo que a su vez enfría el dispositivo,"Dijo Ishii.
El dispositivo que probaron se compone de una película de aluminio de 100 nanómetros de espesor en el fondo de un sustrato de vidrio. Los autores descubrieron que otras fuentes de calor, como el techo donde se puede montar un sensor, pueden aumentar su capacidad paragenerar voltaje
"Una gran diferencia de temperatura da como resultado un gran voltaje termoeléctrico", dijo Ishii. "Usar el calor en la parte posterior del dispositivo hace que la diferencia de temperatura entre la parte inferior y la superior sea más grande, por lo que el calor detrás del dispositivo es beneficioso para la generación termoeléctrica"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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