يمكن لهذه 'اللوحة المضادة للطاقة الشمسية' أن تنتج الطاقة يومًا ما حتى في الليل

(بيكسيلسي / جيتي إيماجيس)

يعمل العلماء على تسوية مكامن الخلل لخلية 'مضادة للطاقة الشمسية' ، خلية يمكنها ذلكحصاد الطاقة في الليل، حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.

بدلاً من امتصاص الضوء من الشمس وتحويله إلى كهرباء ، مثل الألواح الشمسية العادية ، يعمل هذا النوع من التكنولوجيا في الاتجاه المعاكس.

في الليل ، عندما لا توجد حرارة واردة لالتقاطها الألواح الشمسية ، لا يزال هناك حرارة صادرة يمكننا الاستفادة منها. من خلال توجيه لوحة دافئة نحو الحوض البارد للفضاء ، تبدأ هذه الحرارة في الإشعاع للخارج كضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي.

هذا هو المعروف باسمالتبريد الإشعاعي، وإذا أمكن تسخير هذه الحرارة الخارجة بطريقة ما ، فقد تضيء مدننا في الليل بثمن بخس. يعد تخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار عرضًا مكلفًا نسبيًا ، لذا فإن إنتاج بعض الطاقة الليلية بشكل مباشر يمكن أن يساعد في تقليل هذا الحمل.

باستخدام نموذج ديناميكي حراري لمولد طاقة حرارية ، توصل علماء من جامعة ستانفورد الآن إلى إثبات مفهوم على السطح يمكنه نظريًا توليد 2.2 واط لكل متر مربع دون الحاجة إلى بطارية أو مصدر طاقة خارجي.

بينما البعض الآخر حاولت خلايا ليلية مماثلة ، يمكن أن ينتج هذا التصميم الخاص طاقة أكثر بـ 120 مرة. في الواقع ، إنه يكاد يكون على قدم المساواة مع أداء محرك كارنو الحراري ، وهو حد ديناميكي حراري نظري للمحرك 'المثالي'.

'هذه النتيجة أعلى بكثير من النتائج السابقة المبلغ عنها وتشير إلى إمكانية تطبيق محتمل لتجميع الطاقة الكهربائية في الليل' ، كما قال المؤلفون اكتب .

(Lingling et al.، Optics Express، 2020)

يعتمد المفهوم على التكنولوجيا الحالية التي تجمع وتحسن التبريد الإشعاعي مع مولد طاقة حرارية - واحد يشغل أقل من 1 في المائة من مساحة الجهاز بالكامل ، وهي علامة جيدة على قابلية التوسع ، حيث أن مولد الطاقة الحرارية هو الأغلى جزء من النظام.

باستخدام نماذج الكمبيوتر القائمة على معايير الحياة الواقعية ، وضع المؤلفون محاكاتهم المحسّنة على المحك. عند وضعها على السطح ، يزعمون أن حجم خليتهم يخلق أفضل توازن بين فقدان الحرارة والتحويل الكهروحراري.

'نحن نعمل على تطوير إنتاج إضاءة مستدامة وعالية الأداء يمكن أن يوفر للجميع - بما في ذلك أولئك الذين يعيشون في المناطق النامية والريفية - إمكانية الوصول إلى مصادر طاقة الإضاءة المنخفضة التكلفة والموثوقة والمستدامة ،' يقول مهندس كهربائي Lingling Fan من جامعة ستانفورد.

يمكن لمصدر الطاقة المعياري أيضًا تشغيل أجهزة الاستشعار خارج الشبكة المستخدمة في مجموعة متنوعة من التطبيقات واستخدامها لتحويل الحرارة المهدرة من السيارات إلى طاقة قابلة للاستخدام.

بالطبع ، هذه التطبيقات العملية لم تتحقق بعد. يعترف المؤلفون أنه في حين أن عرضهم لتوليد الطاقة الكهربائية ليلاً 'رائع' ، فإنه لا يزال غير كافٍ لتلبية العديد من الرغبات المذكورة أعلاه ؛ ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا التي لا تعتمد على حرق الوقود الأحفوري لاحتياجاتنا من الطاقة تستحق الاستكشاف.

تم نشر الدراسة في اوبتكس اكسبريس .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.