رغم اعتماد الألواح الشمسية على ضوء الشمس لتوليد الكهرباء، إلا أن الحرارة قد تُقلل من كفاءة الخلايا الشمسية. وقد وجد فريق من الباحثين من كوريا الجنوبية حلاً مُفاجئاً: زيت السمك.
لمنع ارتفاع درجة حرارة الخلايا الشمسية، طوّر باحثون أنظمة حرارية كهروضوئية منفصلة تستخدم سوائل لتصفية الحرارة والضوء الزائدين. ومن خلال التخلص من الأشعة فوق البنفسجية التي قد تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الخلايا الشمسية، يمكن لمرشحات السوائل الحفاظ على برودة الخلايا الشمسية مع تخزين الحرارة لاستخدامها لاحقًا.
تستخدم أنظمة الطاقة الحرارية الكهروضوئية المنفصلة تقليديًا محاليل الماء أو الجسيمات النانوية كمرشحات للسوائل. تكمن المشكلة في أن محاليل الماء والجسيمات النانوية لا تُرشّح الأشعة فوق البنفسجية بكفاءة.
تستخدم الأنظمة الحرارية الكهروضوئية المنفصلة مرشحات سائلة لامتصاص الأطوال الموجية غير الفعالة، مثل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة. ومع ذلك، فإن الماء، وهو مرشح شائع، لا يمتص الأشعة فوق البنفسجية بفعالية، مما يحد من أداء النظام، وفقًا لجامعة كوريا البحرية (KMOU). أوضح فريق من الباحثين من شركة CleanTechnica.
وجد فريق جامعة KMOU أن زيت السمك فعالٌ جدًا في تصفية الضوء الزائد. في حين أن معظم أنظمة فصل الطاقة القائمة على الماء تعمل بكفاءة 79.3%، حقق نظام زيت السمك الذي طوره فريق KMOU كفاءةً بلغت 84.4%. وللمقارنة، قام الفريق بقياس خلية شمسية مستقلة عن الشبكة تعمل بكفاءة 18% ونظام شمسي حراري مستقل عن الشبكة يعمل بكفاءة 70.9%.
وجاء في تقرير الفريق أن "مرشحات مستحلب [زيت السمك] تمتص بفعالية أطوال الموجات فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة التي لا تساهم في إنتاج الطاقة من الوحدات الكهروضوئية وتحولها إلى طاقة حرارية".
يمكن للأنظمة الحرارية الكهروضوئية المنفصلة توفير كلٍّ من الحرارة والكهرباء. وأفاد فريق جامعة KMOU: "يمكن للنظام المقترح العمل حتى في ظل متطلبات وظروف بيئية محددة. على سبيل المثال، في الصيف، يمكن تجاوز السائل الموجود في مرشح السائل لزيادة توليد الطاقة إلى أقصى حد، وفي الشتاء، يمكن لمرشح السائل التقاط الطاقة الحرارية للتدفئة".
مع تزايد الطلب على الطاقة المتجددة، يعمل الباحثون بلا كلل لجعل الطاقة الشمسية أكثر استدامةً وكفاءةً وتكلفةً في المتناول. تتميز خلايا البيروفسكايت الشمسية المتينة بكفاءة عالية وتكلفة معقولة، كما يمكن لجسيمات السيليكون النانوية تحويل الضوء منخفض الطاقة إلى ضوء عالي الطاقة. وتمثل نتائج فريق جامعة كيمبرلي للعلوم والتكنولوجيا خطوةً أخرى نحو جعل كفاءة الطاقة أكثر توفيرًا.
اشترك في النشرة الإخبارية المجانية لدينا لتلقي تحديثات أسبوعية حول أروع الابتكارات التي تعمل على تحسين حياتنا وإنقاذ كوكبنا.