تطوير مادة جديدة من الطحالب تعزّز كفاءة الألواح الشمسية

ينظر العالم إلى الطاقة الشمسية كونها مصدرًا نظيفًا ومستدامًا، ومع تزايد دورها في تحول الطاقة، بات تطوير كفاءة الألواح الشمسية وتعزيزها الشغل الشاغل للعديد من الباحثين والشركات.

وكانت شركة "سويدش آلجي فاكتوري" في مقدمة هذه الشركات، إذ عكفت طوال السنين الماضية لاستخلاص مادة جديدة من الطحالب بخصائص فريدة يمكن استخدامها في مختلف القطاعات.

فبعد أن حققت الشركة نجاحات مذهلة في استخدام مادة "ألجيكا" بمنتجات العناية الشخصية، أثبتت الدراسات إمكان استغلال مميزاتها في صناعة الألواح الشمسية.

ومن المتوقع أن تساعد هذه المادة في الحد من تدهور الألواح بفضل قدرتها على حجب الأشعة فوق البنفسجية الضارة، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

من أين جاءت الفكرة؟

تأسست شركة "سويدش آلجي فاكتوري" عام 2016 على يد أستاذة البيئة البحرية أنجيلا وولف، ومهندسة التقنيات الحيوية صوفي أليرت.

وأوضح رئيس الفريق التقني للمشروع سيمون نيلسون -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة-، أن فكرة استخدام الدياتومات جاءت لتحسين كفاءة الألواح الشمسية من بحث أجرته أستاذة البيئة البحرية أنجيلا وولف وباحثون آخرون في المجال نفسه.

والدياتومات عبارة عن طحالب متناهية الصغر أغلبها وحيدة الخلية بحجم يصل إلى ملليمترين، ويمكنها العيش في ظروف قاسية بفضل غلاف خارجي فريد.

وبدأت الشركة -التي تتخذ من السويد مقرًا لها- تطوير مادة جديدة تُسمّى "ألجيكا"، إذ أكدت التجارب والدراسات قدرتها على تعزيز كفاءة الألواح الشمسية.

وتُعد الفكرة جزءًا من مشروع "صن آلجي لايف" المموّل من قبل الاتحاد الأوروبي، الذي يهدف إلى بناء أول مصنع للإنتاج على نطاق واسع، ومواصلة التجارب مع العملاء في قطاع الطاقة الشمسية.

مميزات فريدة

تعتمد الفكرة على إنتاج مادة سيليكا مسامية مصنوعة من الدياتومات، إذ تتميّز خلايا الدياتومات بغطاء فريد من السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون).

واعتقد رئيس الفريق التقني للمشروع سيمون نيلسون -في تصريح خاص إلى منصة الطاقة المتخصصة-، إن غلاف السيليكا الخارجي تطور منذ 200 مليون سنة لحماية الطحالب من مستويات الأشعة فوق البنفسجية العالية التي كانت موجودة في ذلك الوقت.

وتابع: "هذا الغلاف الخارجي عبارة عن بلورة فوتونية (بلورة ضوئية) طبيعية تحجب الأشعة فوق البنفسجية، وتعزّز التمثيل الضوئي للطحالب".

لذا تعمل الشركة على تطبيق "ألجيكا" كونه طلاء مضادًا للانعكاس على الألواح الشمسية، إذ يُسهم في تقليل أشعة الشمس من الانعكاس على الزجاج العلوي، ويعني ذلك نقل المزيد من الضوء إلى الخلية الشمسية وتوليد المزيد من الكهرباء.

التطبيق على الألواح الشمسية

ما يزال استخدام ألجيكا مقتصرًا على قطاع العناية الشخصية في الوقت الراهن، إذ تضيف المادة ترطيبًا جيدًا للبشرة، وتساعد في تعزيز عامل الحماية بواقيات الشمس.

إلا أن المادة الجديدة تحمل نتائج واعدة لصناعة الألواح الشمسية في المستقبل.

وأشار نيلسون إلى أن الطلاء المضاد للانعكاس قابل للتطبيق على أي نوع من الألواح الشمسية.

فبالنسبة إلى الخلايا الشمسية الصبغية (دي إس إس سي) والخلايا الشمسية العضوية (الخلايا الشمسية البلاستيكية)، أُجريت دراسات حول دمج الغلاف الخارجي للدياتومات في الطبقة النشطة من الخلايا الشمسية.

وأظهرت هذه الدراسات نتائج مذهلة، إذ تعزّز من كفاءة الألواح الشمسية بنسبة تزيد على 30%.

وأوضح نيلسون أن مادة ألجيكا تتمتع بخصائص فريدة لمعالجة الضوء، مع إمكان تعزيز كفاءة الألواح المصنوعة من السيليكون بما لا يقل عن 4%.

كما أظهرت الأبحاث التي أجرتها جامعة شالمر للتكنولوجيا أن إضافة مادة ألجيكا إلى المادة الفعالة في الخلايا الشمسية الصبغية زادت من كفاءتها بنسبة تصل إلى 36%.

وبالإضافة إلى ذلك، يدرس الباحثون المادة وإمكان استخدامها لزيادة قدرة الأنود في بطاريات الليثيوم أيون.

ويُعد البحث جزءًا من مشروع ممول من الاتحاد الأوروبي يُسمّى "إس يو إس تي بي إيه تي تي"، ويهدف إلى تطوير أنودات عالية الأداء من مواد بتكلفة ميسورة وغير سامة ومتوفرة.

ماذا عن التكلفة؟

بالنسبة إلى التكلفة، قال رئيس الفريق التقني للمشروع سيمون نيلسون -في تصريح خاص إلى منصة الطاقة المتخصصة-، إن مادة ألجيكا ستضيف تكلفة بسيطة لطلاء الألواح الشمسية، موضحًا أن السعر غير معروف حتى الآن، لأن عملية التطوير لم تنتهِ بعد.

كان تقرير نشره موقع بي في ماغازين في وقت سابق زعم أن النماذج المطوّرة ستكون أرخص بنسبة 3.9%، مقارنة بالألواح التجارية الحالية.

وقال نيلسون: "لا نعرف مصدر هذا الرقم، وربما يكون ناتجًا عن سوء فهم".

تحديات وآمال

أضاف رئيس الفريق التقني للمشروع سيمون نيلسون أن أحد التحديات التي تواجه الشركة -حاليًا- يتمثّل في تصنيع غشاء رقيق يمكنه تحمُّل الظروف الخارجية لمدة لا تقل عن 30 عامًا.

وتبحث الشركة -حاليًا- عن شريك لديه خبرة واسعة في تطوير طلاء الألواح الشمسية لمساعدتها في هذه المرحلة.

وتأمل شركة "سويدش آلجي فاكتوري" استخدام ألجيكا، لتحل محل المواد المنتجة بطرق غير صديقة للبيئة في العديد من الصناعات.

وبالنسبة إلى قطاع الطاقة، تتطلع إلى زيادة كفاءة الألواح الشمسية وتعزيز قدرة بطاريات الليثيوم أيون من خلال استخدام مادة ألجيكا.

موضوعات متعلقة..

• نظام لتبريد الألواح الشمسية يرفع من كفاءة توليد الكهرباء
• استخلاص الفضة من الألواح الشمسية.. تقنية جديدة رخيصة وصديقة للبيئة
• أفضل أنواع الألواح الشمسية للاستخدام المنزلي.. الشركات والأسعار

اقرأ أيضًا..

• رغم طموحاتها في إنتاج الهيدروجين الأخضر.. البنك الأوروبي يحذّر قازاخستان
• منتجات النفط الروسي تتدفق إلى أوروبا عبر مصفاة في هذه الدولة
• الطاقة الشمسية في أميركا الجنوبية قد تصبح أقل المصادر تكلفة (تقرير)