متنوع

يطور الباحثون أنابيب نانوية يمكنها زيادة كفاءة الألواح الشمسية

يطور الباحثون أنابيب نانوية يمكنها زيادة كفاءة الألواح الشمسية

تخضع الأنابيب النانوية الكربونية إلى إصلاح شامل من قبل باحثين في جامعة رايس ، الذين يطورون نسخة أكثر كفاءة.

قام الباحثان Gururaj Naik و Junichiro Kono من كلية Brown's Brown للهندسة ، الذين عرضوا تقنيتهم ​​في ACS Photonics ، بتطوير باعث حراري زائدي يمكنه امتصاص الحرارة وتثبيته في نطاق ترددي ضيق وإصداره كضوء يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء . وإلا فإن الحرارة ستنبعث في الغلاف الجوي وتضيع. مع هذه التكنولوجيا ، يمكن أن تجعل الخلايا الشمسية أكثر كفاءة.

ذو صلة: مستقبل الطاقة الشمسية كمصدر بديل للطاقة

قال كونو في بيان صحفي أعلن فيه نتائج البحث: "الفوتونات الحرارية هي مجرد فوتونات تنبعث من جسم ساخن". "إذا نظرت إلى شيء ساخن بكاميرا الأشعة تحت الحمراء ، تراه يتوهج. تلتقط الكاميرا هذه الفوتونات المُثارة حرارياً ".

كما هو الحال ، فإن أي سطح ساخن ينبعث منه ضوء على شكل إشعاع حراري. لكن نايك قال إن المشكلة تكمن في أن الإشعاع الحراري هو النطاق العريض. من أجل تحويل الضوء إلى كهرباء ، يجب أن يكون الانبعاث في نطاق ضيق ، وبالتالي الاختراع. اكتشف الباحثون أن الأنابيب النانوية هي وسيلة لعزل الفوتونات التي قد تضيع. تعمل أفلام الأنابيب النانوية كقنوات تمتص الحرارة الضائعة وتحولها إلى بروتونات ذات عرض نطاق ضيق.

دفعت الحرارة المهدرة الباحثين

قال الباحثون إنهم كانوا متحمسين لإجراء البحث بسبب الحرارة الضائعة. وأشار نايك إلى دراسة أجرتها طالبة الدراسات العليا في جامعة رايس كلوي دويرون وجدت أن حوالي 20٪ من استهلاك الطاقة عبارة عن حرارة مهدرة. قال إن هذا يحتاج إلى ثلاث سنوات تقريبًا من الكهرباء لتشغيل ولاية تكساس.

قال "الطريقة الأكثر فعالية لتحويل الحرارة إلى كهرباء الآن هي استخدام التوربينات والبخار أو أي سائل آخر لدفعها". "يمكن أن توفر لك كفاءة تحويل تقارب 50٪. لا شيء آخر يقربنا من ذلك ، ولكن هذه الأنظمة ليست سهلة التنفيذ ". قال نايك. يخطط الباحثون لتطوير نظام مضغوط لا يحتوي على أي أجزاء متحركة لجعل العملية أسهل بكثير.

هل ستأتي خلايا شمسية أكثر كفاءة؟

إذن ماذا يعني هذا بالنسبة للمجتمع؟ وفقًا للباحثين ، يمكن أن يزيد من كفاءة الخلايا الشمسية التي تبلغ ذروتها حاليًا حوالي 22 ٪. قال نايك: "من خلال ضغط كل الطاقة الحرارية المهدرة في منطقة طيفية صغيرة ، يمكننا تحويلها إلى كهرباء بكفاءة عالية". "التنبؤ النظري هو أنه يمكننا الحصول على كفاءة بنسبة 80٪."

باحثو جامعة رايس ليسوا العلماء الوحيدين الذين يحاولون جعل الطاقة الشمسية أكثر كفاءة. مع ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض بمعدل ينذر بالخطر ، هناك سباق لجعل مصادر الطاقة البديلة أكثر كفاءة. قضى الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عدة سنوات في تطوير نهج جديد يحصل على فوتونات عالية الطاقة تصطدم بالسيليكون لإخراج إلكترونين بدلاً من إلكترون واحد ، وهي طريقة عمل الأنظمة الحالية. حتى لو كان الفوتون يحمل ضعف الطاقة ، فإنه يمكنه فقط إرخاء إلكترون واحد.


شاهد الفيديو: . محاضرات الطاقة المتجددة-87 تبريد الألواح الشمسية Cooling Solar Panel (ديسمبر 2021).