تكنولوجيا جديدة! حل مشكلة نقطة الألم الكبيرة في برية الأشعث!

الطاقة الكهروضوئية الصحراوية مفيدة للبلاد والشعب ، لكن بها عيب قاتل
وصلت مساحة التصحر في الصين إلى 2.62 مليون كيلومتر مربع ، تمثل 27 في المائة من مساحة أراضي البلاد ، وهي آخذة في التوسع. خذ على سبيل المثال أكبر صحراء الصين - صحراء تاكلاماكان ، تبلغ مساحتها حوالي 330 ، 000 كيلومتر مربع ، حيث تبدو الصحراء العارية بلا قيمة ، ولكن إذا كانت الصحراء بأكملها مغطاة بوحدات شمسية ، يمكن أن تصل السعة الإجمالية المثبتة إلى 9900 جيجاوات ، والتوليد السنوي للطاقة بشكل مذهل 13. 86 تريليون درجة! من المفهوم أن إجمالي استهلاك الكهرباء للمجتمع الصيني بأسره في عام 2020 يبلغ حوالي 7.5 تريليون كيلوواط فقط ، وتوليد الطاقة لمحطة توليد الطاقة الكهروضوئية في الصحراء المذكورة أعلاه يعادل 1.8 من استهلاك الكهرباء للمجتمع الصيني بأسره.

من المفهوم أنه لإنشاء محطة للطاقة الكهروضوئية في الصحراء ، يجب التغلب على سلسلة من الاختناقات الكامنة. بالإضافة إلى العاصفة الرملية المعروفة ، تعتبر درجات الحرارة المرتفعة أيضًا عنق الزجاجة الرئيسي لبناء محطة توليد الطاقة الكهروضوئية في الصحراء!

وفقًا لبيانات الأرصاد الجوية ، توجد ظواهر مناخية صحراوية متطرفة ، ويمكن أن تصل درجة حرارة الليل إلى 0 درجة ، بينما يمكن أن تصل درجة حرارة النهار إلى 50 درجة أو أكثر. والوحدات الكهروضوئية في العمل لأن الطاقة لا يمكن تحويلها بالكامل إلى كهرباء ، لذلك سيكون هناك حتما جزء من الطاقة إلى حرارة. لذلك ، أثناء التشغيل النهاري ، يمكن أن تكون درجة حرارة سطح الوحدات الكهروضوئية أعلى!

تُظهر حالات البحث الفعلية أن الطاقة الخارجة من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري أعلى بحوالي 20 بالمائة عند درجة حرارة حوالي 20 درجة من حوالي 70 درجة. هذا يعني أنه حتى مع ظروف الإضاءة المتوسطة ، فإن المناطق ذات المتوسط ​​السنوي المنخفض لدرجات الحرارة تكون أكثر ملاءمة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، مع إنتاج طاقة أعلى بكثير من المناطق ذات الإضاءة الزائدة ودرجات الحرارة المرتفعة للغاية. بالإضافة إلى التأثير على كفاءة توليد الطاقة ، قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تأثيرات البقع الساخنة وتؤثر على عمر الوحدة!

لذلك ، لبناء محطات كهروضوئية في المناطق الصحراوية ، تحتاج إلى التغلب على مشكلة كبيرة - كيفية تبريد الوحدات الكهروضوئية!

تكنولوجيا جديدة! دع اللوحة الكهروضوئية "تتعرق لتبرد"

طرق التبريد السائدة الحالية للوحدات الكهروضوئية هي تبريد الهواء (تهب الرياح لإبقائها باردة) وتبريد الماء (صب الماء عليها لتبريده). لسوء الحظ ، غالبًا ما يستهلك استخدام التقنيات التقليدية لتبريد الوحدات الكهروضوئية في المناطق الصحراوية موارد مائية قيمة.

بإلهام من فريق بحثي من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا وجامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية ، أراد فريق بحث من جامعة نانجينغ مؤخرًا تحقيق تبريد فعال للوحدات الكهروضوئية من خلال هيدروجيل.

يحتوي هذا الجل على مادة شائعة لامتصاص الماء ، وهي ملح كلوريد الكالسيوم ، والتي يمكن أن تمتص بخار الماء من الهواء ، بينما يقوم الهيكل الشبيه بالهلام بتكثيف الماء في ماء سائل ولفه ، وعندما يتم تسخينه ، سيكون الماء بداخله أطلق سراحه مرة أخرى.

بناءً على ذلك ، يمكن لصق هذا الجل على الجزء الخلفي من الوحدة الكهروضوئية. في الليل عندما تكون درجة الحرارة منخفضة والرطوبة مرتفعة نسبيًا ، يمكن للجيل أن يمتص بخار الماء من الهواء ، وعندما ترتفع درجة الحرارة أثناء النهار ، يمتص هذا الجل الحرارة من الألواح الشمسية لإطلاق بخار الماء ، وتبخره سوف يبرد الماء الوحدة الكهروضوئية ، تمامًا مثل العرق الذي يتبخر من الجلد الذي يبرد جسم الإنسان.

إذا تم إعداد جهاز لجمع المياه وإعادة تكثيفها ، فسيتم احتجاز البخار المنطلق وتكثيفه في ماء سائل يتدفق في وعاء تخزين ، كما قال الباحثون: يمكن استخدام هذه المياه لتنظيف الغبار الذي يتراكم على الوحدات الكهروضوئية. ، أو يمكن تخزينها للشرب ، لتلبية الاحتياجات العاجلة للمناطق المنكوبة بالجفاف.

لكن التكنولوجيا موجودة حاليًا فقط في مرحلة المختبر ، وهناك العديد من التفاصيل التي لم يتم إتقانها. على سبيل المثال ، يمكن لمياه الأمطار إذابة أملاح كلوريد الكالسيوم في الهلام ، مما يضعف خصائص امتصاص الماء ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب تحضير الهلاميات المائية مواد باهظة الثمن مثل الأنابيب النانوية الكربونية ، وهي مكلفة.

قال باحثو جامعة نانجينغ: هدفنا هو تقليل تكلفة إنتاج الهيدروجيل ، وتحسين استقرار عملها ، والسعي للإنتاج الصناعي المبكر ، لمساعدة الصحراء على ظهور المزيد من الخلايا الكهروضوئية "المحيط الأزرق".