توليد الكهرباء باستعمال الطلاء الشمسي.. تقنية غير متوقعة

أسماء السعداوي

2024-01-21

0 1٬019

قبل الحديث عن توليد الكهرباء باستعمال الطلاء الشمسي، هل فكرت يومًا أن الألواح الشمسية التقليدية أصبحت عبئًا ثقيلًا على صاحب المنزل أو الشركة الراغبين في إنتاج الكهرباء الرخيصة مع الحفاظ على البيئة من حرق الفحم أو الغاز الطبيعي؟

إذن، إليك هذا النبأ السار، فقد طوّر العلماء تقنية جديدة قد تغير مشهد توليد الكهرباء من ضوء الشمس دون الحاجة إلى تركيب ألواح؛ إذ إن الأخيرة أصبحت مكلفة، ويتطلب تثبيتها وتشغيلها الكثير من العمال والوقت، كما أن كثيرين لا يحبون الهيئة التي تبدو عليها.

والآن، أصبح بالإمكان توليد الكهرباء باستعمال "الطلاء الشمسي"، وهو طلاء عادي، لكنه يحتوي على المليارات من الجزيئات الحساسة لضوء الشمس القادرة على تحويله إلى كهرباء.

تكمن المشكلة الرئيسة أمام انتشار التقنية، على المستوى التجاري، في ضعف كفاءة التقاط الضوء؛ إذ يقول خبراء، إنها لا يجوز أن تقل عن 10%، في حين كونها تتراوح بين 3% و8% فقط.

ما الطلاء الشمسي؟

إذا كنت قادرًا على طلاء الجدران، فإنه يمكنك تحويل سطح منزلك أو جدرانه إلى مصدر لتوليد الكهرباء، باستعمال الجزيئات الشمسية المخفية داخل الطلاء الشمسي، بوساطة دائرة كهربائية مرفقة.

وبالطبع ستحتاج إلى عمال للمساعدة، لكن عددهم والوقت المُهدر سيكون أقلّ كثيرًا من الألواح الشمسية التي تصل في بعض الأحيان إلى يوم كامل.

لذلك، فالطريقة الجديدة أقلّ تعقيدًا ومثالية لتوفير المال؛ إذ إنها تقلل فاتورة الكهرباء وتقلل الحاجة إلى العمال اللازمين لتركيب الألواح، كما أنها صديقة للبيئة، إذ تنفي الحاجة لحرق الفحم والنفط لتوليد الكهرباء.

تركيب الألواح الشمسية التقليدية مكلف ومعقد — تركيب الألواح الشمسية التقليدية مكلف ومعقّد - الصورة من "nlc"

والفكرة ليست بجديدة، فقد ظهرت قبل سنوات، وتجاوزت حاجز كونها مجرد نظرية، لكنها -أيضًا- لم ترقَ إلى كونها منتجًا تجاريًا مطروحًا في السوق، وفق ما جاء في تقرير نشرته منصة "سولار أكشن أليانس" (solaractionalliance).

وطوّر العديد من الجامعات والجماعات البحثية حول العالم أشكالًا متكررة من الطلاء الشمسي، وحقق بعضها نجاحًا باهرًا.

أنواع الطلاء الشمسي

ثمة 3 أنواع لتوليد الكهرباء باستعمال الطلاء الشمسي هي: الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية، وهيدروجين الطلاء الشمسي، وطلاء البيروفسكايت الشمسي، بحسب تقرير نشرته منصة "إنرجي سيدج" (energysage) وطالعته منصة الطاقة المتخصصة.

1- الخلايا الشمسية ذات النقاط الكمومية هي منظومة تجمع جزيئات نانوية في الخلايا الشمسية لالتقاط كمية أكبر من الضوء بالمقارنة بالألواح الشمسية.

وعلى عكس الخلايا الشمسية الموجودة في الألواح التي تلتقط الضوء المرئي فقط، يمكن لتلك الخلايا تعزيز الكفاءة عبر التقاط الأشعة تحت الحمراء غير المرئية.

تتميز تلك الجزيئات النانوية بكونها صغيرة للغاية، لدرجة أنه يمكن -نظريًا- مزجها بطلاء سائل وتطبيقها على الجدران في صورة طبقات رقيقة.

2- هيدروجين الطلاء الشمسي

الهيدروجين أحد أكثر مصادر الطاقة نظافة ورخصًا، كما أنه عنصر متوافر بكثرة في الكون.

وطوّر العملاء طلاءً شمسيًا قادر على إنتاج الهيدروجين باستعمال بخار الماء عبر امتصاص الرطوبة من الجو وفصل الأكسجين والهيدروجين داخل جزيء الماء باستعمال الطاقة الشمسية، وبمجرد عزل الهيدروجين يمكن إنتاج الكهرباء.

3- طلاء البيروفسكايت الشمسي

يتضمن خلايا شمسية قابلة للرش، سمّيت باسم عالم المعادن الروسي ليف بيروفسكي، الذي كان أول من اكتشف مادة البيروفسكايت، ويمكن للمكونات المعدنية الموجودة في تلك المادة توليد شحنة كهربائية عند التعرض للضوء، وتُستعمل عادة في الخلايا الشمسية.

ولأنه يمكنها أن تأخذ شكل السائل، فخلايا البروفسكايت الشمسية مثالية للطلاء الشمسي.

توليد الكهرباء باستعمال الطلاء الشمسي

ما زالت المشكلة الكبرى التي تقف في طريق الانتشار التجاري لتقنية توليد الكهرباء باستعمال الطلاء الشمسي هي مسألة ضعف الكفاءة، فقدرة هذا الطلاء على التقاط الطاقة الشمسية تتراوح بين 3% و8% فقط.

والكفاءة بالأساس هي النسبة المئوية لطاقة الشمس التي يمكن أن يلتقطها الطلاء الشمسي، وإذا كانت كفاءة أحد الأنواع 5%، فإن ذلك يعني أنه قادر على التقاط 5% فقط من إجمالي الطاقة الشمسية المتوفرة.

وعلى سبيل المقارنة، كسرت كفاءة الألواح الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون حاجز الـ20%.

ويتفق معظم الخبراء على حقيقة أنّ أيّ تقنية شمسية يجب أن تتجاوز كفاءتها حاجز الـ10% لتكون مجدية اقتصاديًا، ولذلك فبالرغم من كونه أقلّ تكلفة فيما يتعلق بالإنتاج والتركيب، فإن كفاءة الطلاء الشمسي تعني أنه ما زال بعيدًا عن الوصول إلى السوق.

بناءً على ما سبق، يتأكد أن الطلاء الشمسي ما زال في طور النمو، لكن تجدر الإشارة إلى أن الألواح الشمسية -أيضًا- قد مرّت بهذه المرحلة، وأن صناعة الطاقة الشمسية تقدمية تتطلع دومًا إلى تطوير تقنياتها، وربما تتاح الفرصة أمام الطلاء الشمسي ليكون أحد الخيارات المتاحة قريبًا.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..