الوجبات الجاهزة الرئيسية
- ابتكر المهندسون آلية لتوليد الكهرباء من الألواح الشمسية ليلاً
- يلتقط النظام ضوء الأشعة تحت الحمراء المتسرب من ألواح التبريد لتوليد كمية صغيرة من الكهرباء.
-
الخبراء ليسوا متحمسين بشكل مفرط لأن النظام ليس فعالاً للغاية.
لوحة شمسية يمكنها توليد الكهرباء حتى في الليل تبدو جيدة جدًا لدرجة يصعب تصديقها ، وقد تكون كذلك ، على الرغم من الأدلة على عكس ذلك.
من الألواح الشمسية التي تصنع المياه إلى طرق التنظيف الجديدة ، يبحث العلماء دائمًا عن طرق لجعل الألواح الشمسية أكثر كفاءة وفائدة.في الآونة الأخيرة ، ابتكر مهندسون في جامعة ستانفورد مولدًا حراريًا يستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء المرتد من سطح الألواح الشمسية لتوليد كمية صغيرة من الكهرباء ، مما ينتج عنه بشكل أساسي الكهرباء من الألواح حتى في الليل. ولكن في حين أن العلم سليم ، فإن الاقتصاد هو الذي يمكن أن يمنع هذا من اكتساب قوة جذب سائدة.
"سأقول أن أحد أكبر التحديات التي تواجه [التطبيقات] الكهروحرارية هو تحويل الحرارة المنخفضة الحرارة ، [لأنه في] درجة حرارة الغرفة القريبة ، تكون الكفاءات منخفضة جدًا جدًا ،" أوضح الدكتور ديفيد جينلي ، كبير العلماء في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) في رسالة بريد إلكتروني إلى Lifewire. "في هذه الحالة ، المشكلة هي أن محتوى الطاقة صغير ، والانتظار حتى الليل يعني أنك تفقد بعض [الطاقة] من خلال الإشعاع في أي حال."
ليكن الضوء
بقيادة دكتوراه. المرشح سيد السواراريت ، جهز الباحثون مولدهم الكهروحراري بلوحة شمسية عادية واستخدموا الأداة لتوليد كمية صغيرة من الكهرباء من ضوء الأشعة تحت الحمراء المتسرب من سطح الألواح الشمسية ليلاً.
ينتج المولد الكهروحراري كمية صغيرة من الكهرباء من خلال الاستفادة من الاختلاف الطفيف في درجة الحرارة بين الهواء المحيط وسطح الألواح الشمسية عندما يتم توجيهها مباشرة إلى سماء صافية.
توجه الشمس كمية هائلة من الطاقة إلى الأرض ، ولكن باستثناء بعض منها محاصر بغازات الدفيئة ، فإن الكوكب يرسل فعليًا الكثير من الطاقة التي يتلقاها في شكل الأشعة تحت الحمراء ، في عملية المعروف باسم التبريد الإشعاعي. تم استخدام هذه العملية في الهند القديمة وإيران لتجميد المياه وإنشاء الجليد وتعمل بشكل أفضل في الليالي الخالية من السحب ، حيث تعكس السحب ضوء الأشعة تحت الحمراء نحو الأرض.
ابتكرAssawaworrarit وفريقه طريقة جديدة لالتقاط تلك الطاقة وهي تغادر الكوكب. عندما تبرد اللوح الشمسي ، تحمل الفوتونات الهاربة الحرارة ، والتي يلتقطها الباحثون بمولدهم الكهروحراري لتحويلها إلى كهرباء.
حاول العلماء لأول مرة التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء في عام 2019 ، والآن تمكن باحثو جامعة ستانفورد من دمج هذه التقنية مع الألواح الشمسية العادية لجعلها أكثر سهولة وكفاءة.
إثبات المفهوم
في ليلة صافية ، يولد جهاز Assawaworrarit الذي تم اختباره على سطح ستانفورد ما يقرب من خمسين ملي واط ، أو 0.05 واط ، لكل متر مربع من الألواح الشمسية. في المقابل ، يمكن أن تولد الألواح الشمسية عادة حوالي 150 واط لكل متر مربع خلال النهار. لوضع الأرقام في منظورها الصحيح ، تسحب لمبة LED صغيرة 18 واط من الكهرباء.
خمسون ملي واط ليس عددًا كبيرًا ، لكن الباحثين يجادلون بأن الأرقام تتراكم عندما يتم تطبيق التكنولوجيا على نطاق واسع. هناك الكثير من التطبيقات التي يمكن أن يكون فيها هذا النوع من الطاقة في الليل ، مهما كان ضئيلًا ، مفيدًا ، خاصة عندما تفكر في أن عددًا كبيرًا من سكان العالم لا يزالون غير قادرين على الوصول إلى الكهرباء على مدار الساعة.
وهذه مجرد البداية. قال الصووراريت لـ Interesting Engineering إنه مع القليل من العمل وفي ظروف مناخية أكثر ملاءمة ، يمكن للباحثين مضاعفة كمية الكهرباء الناتجة عن أجهزتهم ، مضيفًا أن الحد النظري هو واحد أو اثنان واط لكل متر مربع.
يعتقد الباحثون أن النظام يمكن أن يكون جذابًا للغاية من منظور التكلفة إذا تمكنوا من الحصول عليه لتوليد ما يصل إلى واط لكل متر مربع.
ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض الطرق التي يتعين على النظام اتباعها لتحقيق هذا النوع من الكفاءة. كما هو الحال الآن ، لا يزال الدكتور جينلي غير متأثر
في رأيه ، قبل أن يمكن استخدام التكنولوجيا في العالم الحقيقي ، سيتعين على شخص ما إجراء تحليل نشط جيد جنبًا إلى جنب مع تقييم أولي من التكنولوجيا إلى السوق. علاوة على ذلك ، يعتقد أن تكلفة المولدات الكهروحرارية ، مقارنة بموثوقيتها وكفاءتها ، تجعلها مناسبة للاستخدام مع الخلايا الشمسية.
"تكلفة القوة المتزايدة [المكتسبة] في هذه الحالة ربما لا تستحق التكلفة في النهاية" ، كما قال الدكتور جينلي.
