تقنية جديدة في الطاقة الشمسية يتوصل إليها باحثون بجامعة الملك عبدالله

توصل باحثون من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية، إلى نموذج جديد من شأنه أن يحسن كفاءة الطاقة الشمسية من خلال تقليل درجة حرارة الخلايا والوحدات.

إذ طوّر العلماء نموذجًا للتكلفة المستوية للطاقة، يعتمد على درجة الحرارة لتقنيات الخلايا الكهروضوئية؛ ما يمكنه من الترجمة الكمية لمكاسب التكلفة المستوية للطاقة، التي حُصِلَ عليها عن طريق تقليل درجة حرارة وحدة الطاقة الشمسية.

ووجدوا -في وقت سابق- أن الحفاظ على برودة الوحدات يمكن أن يكون إستراتيجية فعّالة لزيادة إنتاجية الطاقة، أكثر من السعي لتحقيق مكاسب إضافية في كفاءة الخلية، حسبما نقلت مجلة "بي في ماغازين".

ووُصِفَ النموذج المقترح في مقالة توليد الحرارة والتخفيف في الخلايا والوحدات الشمسية المصنوعة من السيليكون، والتي نُشرت مؤخرًا في مجلة جول العلمية.

مدى فاعلية النموذج

يُقال إن النموذج يسمح بحساب إجمالي طاقة تسخين الخلية؛ إما عن طريق إضافة المكونات المساهمة في تسخينها، وإما عن طريق طرح إنتاج الطاقة الكهربائية للخلية أو الوحدة، والقوة المنعكسة أو المتسربة من الطاقة العارضة.

أوضح العلماء أنهم وجدوا أن أكثر من 60% من الطاقة الشمسية العارضة تؤدي إلى تسخين الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي تغليف الخلايا في وحدات إلى زيادة طاقة التسخين إلى أكثر من 65% من الطاقة العارضة.

طوّر العلماء أيضًا نموذجًا حراريًا بصريًا مقترنًا إلكترونيًا، لمقارنة السلوك الحراري لتقنيات الخلايا المختلفة، والتحقيق في الإستراتيجيات الممكنة للتخفيف من مشكلات التسخين المحتملة، من أجل إنشاء رابط كمي بين كثافة طاقة التسخين للوحدة ودرجة حرارة الوحدة.

وخلص الباحثون إلى أن "الطريقة الأكثر فاعلية وبساطة لتقليل درجة حرارة الوحدة هي وضع الوحدة في بيئة عاصفة، مع ترتيب تركيب مناسب لتمكين نقل الحرارة بكفاءة عبر الحمل الحراري".

طريقة عمل النموذج

يأخذ النموذج في الاعتبار كلًا من إنتاجية الطاقة المعتمدة على درجة الحرارة ووقت فشل الوحدة الشمسية، الذي يحسب الوقت من وقت تشغيل الوحدة حتى تعطلها.

جرى بعد ذلك توحيد هاتين القيمتين في نسبة مكافئة، تُقَيِّم تأثير درجة الحرارة على أداء نظام الخلية الكهروضوئية.

وأوضح العلماء أن "هذه النسبة تعبر عن النسبة المئوية المطلقة في زيادة كفاءة تحويل الطاقة التي ستكون مطلوبة لتحقيق التخفيض نفسه في التكلفة المستوية للطاقة".

وأشاروا إلى أن النموذج يسمح بالتنبؤ بدرجة حرارة الوحدة من الخلايا الشمسية الأساسية ومواد الوحدة وخصائص بنية الجهاز.

وقال المشرف على البحث، لوجيا زو: "يُمكن تطبيق نموذجنا على جميع أنواع تقنيات الوحدات والخلايا".

موضوعات متعلقة..

• مدافن صحية بالطاقة الشمسية في مصر (صور)
• روبوت يعمل بالطاقة الشمسية لتنظيف الألواح والإبلاغ عن الأعطال (فيديو)
• التخلص من نفايات الطاقة الشمسية تحدٍّ جديد يواجه الشركات

اقرأ أيضًا..

• الطلب على النفط.. 3 مؤسسات كبرى تُبدي نظرة سلبية (تقرير)
• تراجع كبير في صادرات الفحم والنفط والغاز الروسية خلال مارس
• ارتفاع أسعار النيكل يهدد صناعة السيارات الكهربائية (تقرير)