طوّر باحثون من جامعة دبلن سيتي في أيرلندا تصميمًا جديدًا لألواح شمسية كهروضوئية (بي في تي) بقدرة 170 واط، استنادًا إلى خزان مياه يوفر تبريدًا للوح الشمسي، ويُنتج الكهرباء ويسخّن المياه للاستعمال المنزلي، وذلك ضمن جهود الاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة في المنازل والشركات والأماكن الخاصة.
وتتصل وحدة الطاقة الشمسية حرارية المقترَحة -القادرة على خفض درجة حرارة الوحدة الكهروضوئية بشكل كبير خلال تسخين المياه- بخزان مياه موضوع في الجزء الخلفي من الوحدة الكهروضوئية نفسها، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
وأشار الباحثون إلى أنه "عمومًا، تُستعمَل السخانات التي تعمل بالغاز على نطاق واسع في باكستان لتسخين المياه للاستعمال اليومي، موضحين أنه في السنوات القليلة الماضية، أصبحت مشكلة انقطاع إمدادات الغاز في باكستان بسبب إنتاج الماء الساخن في الشتاء أمرًا بالغ الأهمية،" وفقًا لما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في يونيو/حزيران الجاري.
وأضافوا أن وحدة ألواح شمسية مثل هذه يمكن أن تمثّل حلًا محايدًا كربونيًا لتزويد الماء الساخن، إذ تُنقل المياه من الخزّان العلوي، عن طريق الجاذبية، ثم تُسَخَّن في السخانات من أجل استعمالها في المنازل".
مكونات النظام الشمسي الحراري
يتكون النظام المبتكر من ألواح شمسية بقدرة 170 واط متصلة بخزان مياه موضوع في الجزء الخلفي من الوحدة الكهروضوئية نفسها. ويبلغ حجم الخزان 150 سم × 66 سم × 4 سم، وهو مصنوع من الخشب المغلّف بصفائح الألمنيوم لتجنّب تلف الخشب بسبب الماء.
وقالت مجموعة الباحثين، إن خزّان المياه المتصل بألواح طاقة كهروضوئية يمثّل خيارًا جذابًا لتحسين الأداء العام للألواح الكهروضوئية، إذ يعمل وعاء التخزين بصفة سخان نموذجي يعمل بالغاز ويستَعمَل لإنتاج الماء الساخن للاستعمال المنزلي.
وأوضح العلماء من جامعة دبلن سيتي في أيرلندا: "أن دارة الوحدة الكهروضوئية محمية بحشوة إحكام مطاطية لتجنّب ملامسة الماء".
وأضافوا أنه "تم تضمين رأسين، أحدهما للمدخل والآخر للمنفذ، وثُبِّتَتْ 5 قضبان فولاذية في الجزء الخلفي من الصفيحة الخشبية من أجل دعم الهيكل".
وقارن العلماء أداء وحدة الطاقة الشمسية الحرارية بأداء اللوحة الكهروضوئية المرجعية دون وعاء تخزين المياه.
وتأكدوا من أن لوح الطاقة الشمسية الحرارية يضمن نقلًا عاليًا للحرارة بين سطح الكهروضوئية والخزان، ومن ثم يكون قادرًا على خفض درجة حرارة التشغيل للوحدة الكهروضوئية بشكل كبير، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
إنتاجية أعلى من الكهرباء
وفقًا لحسابات المجموعة، كان للّوح الشمسي الحراري إنتاجية كهرباء أعلى بنسبة 19% من نظيره الكهروضوئي البحت.
وقالوا: "كانت وحدة الطاقة الشمسية الحرارية الهجينة قادرة على إنتاج الماء الساخن الذي كان بمثابة ميزة إضافية،" وفقًا لما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في يونيو/حزيران الجاري.
وصرّح الباحثون أن لوح الطاقة الشمسية الحرارية يستعمل نحو 50.04% من الإشعاع الشمسي الوارد، بينما يستعمل لوح الطاقة الشمسية 11.4% فقط.
واستنتجوا أنه يمكن استعمال وحدة الطاقة الشمسية الحرارية الهجينة بشكل فعال لإنتاج كل من الكهرباء والماء الساخن من نظام واحد.
وقدّم الباحثون النظام في بحث بعنوان "تحليل الطاقة والجهد لوحدة حرارية كهروضوئية هجينة"، نُشر مؤخرًا بمجلة "دراسات الحالة في الهندسة الحرارية".
على صعيد آخر، أجرت مجموعة بحثية دولية بإشراف إمبريال كوليدج لندن مؤخرًا مراجعة شاملة لجميع تصميمات الأنظمة الكهروضوئية الحرارية، التي تمّ تطويرها حتى الآن، على مستوى البحث والصناعة.
موضوعات متعلقة..
- ابتكار ألواح شمسية تدعم زراعة الخضراوات والفاكهة في الصوبات الزجاجية
- تطوير ألواح شمسية لإنتاج مياه الشرب النظيفة.. دولة خليجية تُطبق التقنية
- ألواح شمسية تعمل 1000 ساعة متواصلة بكفاءة.. أين تُستعمَل؟
اقرأ أيضًا..
- الجزائر تكشف أسباب انسحاب "توتال" من مشروع البتروكيماويات الضخم
- تيسلا تؤهل محطات شحن السيارات الكهربائية للحصول على الإعانات الفيدرالية الأميركية
- المحطات الشمسية العائمة في بنغلاديش تتفوّق على نظيرتها المركبة على اليابسة (تحليل)
