إدخال الخلايا الشمسية الليلية
Dec 23, 2022
غالبًا ما يستخدم الناس الألواح الشمسية لامتصاص الطاقة النظيفة (الطاقة الشمسية) ، لكن لها بعض القيود. تمتص الألواح الشمسية بشكل أفضل في بيئة مضاءة جيدًا مع ضوء الشمس المباشر ، في حين أن الطقس الغائم والممطر يمكن أن يحد من كفاءتها في استخدام الطاقة. كما هو الحال ، لا يمكنه الاستمرار في العمل عند حلول الليل ولا يوجد ضوء مباشر أو غير مباشر.
اجتمع فريق من الباحثين من كلية الهندسة الكهروضوئية والطاقة المتجددة في جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني ومركز أبحاث المدرسة معًا لتحقيق اختراق رئيسي في تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء ، وستتيح التكنولوجيا الجديدة تطوير الألواح الشمسية التي تعمل في الليل.
نجح الباحثون في اختبار جهاز الصمام الثنائي للإشعاع الحراري الذي يحول حرارة الأشعة تحت الحمراء إلى طاقة كهربائية. يقول الباحثون إن تقنية الصمام الثنائي للإشعاع الحراري مماثلة لتلك المستخدمة في نظارات الرؤية الليلية.
قال نيكولاس إكينز دوكس ، الباحث الرئيسي في مركز الأبحاث ، في مقابلة صحفية إن الديناميكا الحرارية ولدت في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر عندما تم اكتشاف أن كفاءة المحرك البخاري تعتمد على اختلاف درجة الحرارة عبر المحرك. ينطبق نفس المبدأ على الطاقة الشمسية ، حيث يمكن للشمس توفير مصدر الحرارة وتعمل الألواح الشمسية الباردة نسبيًا الموجودة على سطح الأرض كممتصات للبرودة بحيث يمكن توليد الكهرباء.
ومع ذلك ، إذا انبعثت الأشعة تحت الحمراء من الأرض إلى الفضاء الخارجي ، فإن الأرض عبارة عن جرم سماوي دافئ نسبيًا ويكون الفضاء شديد البرودة. وفقًا لنفس مبادئ الديناميكا الحرارية ، سيسمح هذا أيضًا بتوليد الكهرباء باستخدام اختلاف درجة الحرارة وإصدار ضوء الأشعة تحت الحمراء في الفضاء.
في الوقت الحالي ، تعد الطاقة التي يولدها جهاز الاختبار صغيرة جدًا مقارنة بكفاءة الطاقة للألواح الشمسية - حوالي 0 001 بالمائة. لكن هذا يبشر بالخير للمستقبل ، حيث من المحتمل أن يتم تطوير الألواح الشمسية التي يمكن استخدامها في الليل. يجري الفريق حاليًا أبحاثًا على نطاق واسع ويتطلع إلى إقامة شراكات صناعية.
نعتقد عادةً أن الضوء يستهلك أيضًا قدرًا معينًا من الطاقة عند انبعاثه ، ولكن يمكننا إصدار ضوء مع طاقة مشعة في نطاق الأشعة تحت الحمراء الوسطى ، وقد ثبت الآن أن الطريقة لديها القدرة على استخراج الكهرباء بنجاح ، " دوكس: التكنولوجيا الحالية ليست كافية بعد لجلب أجهزة الصمام الثنائي الإشعاعي الحراري إلى ملايين المنازل ، لكننا أظهرنا جدوى هذه الطريقة ونأمل أن يتم إحراز المزيد من التقدم في السنوات القادمة.
هناك أيضًا الكثير من الدعم من العلماء لتطوير الألواح الشمسية التي تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، وكان الباحث النرويجي رون ستراندبيرج أول من اكتشف هذا الاحتمال. يستكشف الباحثون في جامعة ستانفورد حاليًا طرقًا لتسخير الطاقة الحرارية في الظلام.
