تقنية تعزّز كفاءة الألواح الشمسية.. كهرباء أكثر نظافة
تاريخ النشر: 21st, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
بورصة الدواجن اليوم أسعار الفراخ البيضاء والبيض الاثنين 21 أكتوبر 2024 بالأسواق
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
4 ساعات مضت
5 ساعات مضت
. وخبيران يتوقعان انتعاشة كبيرة
6 ساعات مضت
6 ساعات مضت
تقف الألواح الشمسية على أعتاب مرحلة جديدة في أعقاب الكشف عن تقنية غير تقليدية يُتوقع أن تُسهم في تعزيز كفاءتها في إنتاج الطاقة الكهربائية.
وتعتمد التقنية الجديدة التي استحدثها نُخبة من الباحثين الأستراليين على آلية معينة لزيادة عدد الجزيئات التي تلتصق بسطح بلورات النانو شبه الموصلة الصغيرة، ويزعم الباحثون أن هذا الاكتشاف سيعزّز من كفاءة الخلايا الشمسية وأدائها.
ويظهر التأثير الذي تحدثه بلورات كبريتيد الزنك النانوية في قدرة الجزيئات على الالتصاق بسطحها؛ ما يتيح تعديل الوظائف الكيميائية لها، وما لذلك من انعكاسات إيجابية في التطبيقات المختلفة المتضمِنة لهذا العنصر، ومن بينها الألواح الشمسية.
وفتح استعمال تقنية النانو في الخلايا الشمسية آفاقًا جديدة وإمكانات محسّنة لتعظيم الاستفادة من الطاقة الشمسية؛ ما يجعل هذا المصدر النظيف للطاقة ذا جدوى أكثر من أي وقت مضى، وخيارًا جاذبًا لسد احتياجات الكهرباء المتنامية، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
ومن المتوقع أن تلامس سعة تركيبات الألواح الشمسية عالميًا 593 غيغاواط خلال العام الجاري (2024)، صعودًا بنسبة 29% عن نظيرتها في العام الماضي (2023)؛ ما يحافظ على النمو القوي حتى بعد زيادة متوقعة بنسبة 87% في عام 2023.
البلورات النانويةتوصل الباحثون في جامعة كيرتن بولاية أستراليا الغربية إلى نتيجة مفادها بأن تعديل شكل بلورات النانو شبه الموصلة الغروية يتيح لهم التحكم في الكيفية التي تتفاعل بها تلك البلورات النانوية مع بيئتها؛ ما يعزّز كفاءتها في مختلف التطبيقات، ومن بينها الألواح الشمسية، بحسب ما أورده موقع مجلة بي في ماغازين (pv magazine).
والبلورات النانوية الغروية هي جزيئات غير عضوية مزروعة صناعيًا ومثبتة بمواد فاعلة بالسطح، وبمقدور تلك الجزيئات التي يقل حجمها عن 10 نانومترات أن تحول خصائصها البصرية والإلكترونية.
وقاد الدراسة الأستاذ المشارك في كلية العلوم الجزيئية وعلوم الحياة بجامعة كيرتن، غوهوا جيا الذي استكشف كيفية تأثير شكل بلورات كبريتيد الزنك (ZnS) النانوية في قدرة الجزيئات، المعروفة باسم الربيطة (ligands)، على الالتصاق بسطحها.
ويشير مصطلح الرُّبيطة في الكيمياء الحيوية إلى مادة (عبارة عن جزيء صغير) تشكّل مُعقَّدات مع جزيئات حيوية لخدمة غرض بيولوجي.
وقال جيا إن الربيطات تؤدي دورًا مهمًا في التحكم في سلوكيات البلورات النانوية لكبريتيد الزنك وأدائها في الأجهزة الإلكترونية البصرية، وهي الأجهزة التي إما تُنتِج الضوء وإما تستعمله لتأدية وظائفها، بما في ذلك الألواح الشمسية.
وأوضح قائلًا: “عبر تعديل شكل تلك الجزئيات، فإننا استطعنا أن نتحكم في الكيفية التي تتفاعل من خلالها مع البيئة المحيطة، وجعلها أكثر كفاءة في شتى التطبيقات”، وفق تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
ووجد الباحثون أن الجزيئات المسطحة التي تُطلَق عليها الألواح النانوية تتيح لعدد أكبر من الربيطات الالتصاق بإحكام، مقارنةً بأشكال أخرى مثل النقاط النانوية والقضبان النانوية التي ربما تكون لها ترتيبات متدرجة.
أشار الأستاذ المشارك في كلية العلوم الجزيئية وعلوم الحياة بجامعة كيرتن، غوهوا جيا، إلى أن الاكتشاف المذكور يتيح آليةً مهمةً لتعديل الوظائف الكيميائية لبلورات كبريتيد الزنك النانوية، ومن الممكن أن يُسهم في تعزيز أداء الأجهزة البصرية الإلكترونية.
وتابع: “القدرة على التحكم في الأشكال الجزيئية من الممكن أن يشعل ثورةً في كفاءة المنتَج وأدائه”، مردفًا: “القدرة على التعامل مع الضوء والكهرباء بكفاءة هو كلمة السر في تطوير أنظمة إلكترونية أسرع وأكثر كفاءةً وإحكامًا”.
وأتم قائلًا: “يشتمل هذا على مصابيح ليد (LED)، القادرة على تحويل الكهرباء إلى ضوء، بالإضافة إلى الألواح الشمسية التي تحوّل الضوء إلى طاقة كهربائية؛ ما يتيح تشغيل الأجهزة باستعمال ضوء الشمس”.
وهناك أجهزة أخرى من الممكن تطويرها بوساطة هذا الاكتشاف، مثل أجهزة الاستشعار الضوئية التي تستشعر الضوء وتحوّله إلى إشارة كهربائية، مثل تلك المثبتة في الكاميرات وأجهزة الاستشعار، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
كما يمكن استعمال تلك التقنية في الثنائيات الليزرية المُستعمَلة في الاتصال عبر الألياف البصرية التي تحوّل الإشارات الكهربائية إلى ضوء لنقل البيانات.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الألواح الشمسیة ساعات مضت
إقرأ أيضاً:
هيئة كهرباء ومياه دبي تحصد جائزتين من “جوائز آسيا للطاقة” 2024
تأكيداً على ريادتها العالمية في مجال الابتكار في الطاقة المتجددة والنظيفة، حصدت هيئة كهرباء ومياه دبي جائزتين ضمن “جوائز آسيا للطاقة” لعام 2024، والتي تُعد من أبرز الجوائز الإقليمية المرموقة في قطاع الطاقة، وتم الإعلان عنها في حفل أقيم في فندق كونراد سينتينيال سنغافورة. وفازت الهيئة بجائزة “أفضل تقنية طاقة مبتكرة للعام – دولة الإمارات” عن مشروع “محاكي الأحمال الكهربائية الفعلية” (ALPS) لشبكة التوزيع، وجائزة “مشروع الشبكة الذكية للعام – دولة الإمارات” عن مشاريع أتمتة الشبكة الذكية لمحطات التوزيع.
وأعرب معالي سعيد محمد الطاير، العضو المنتدب الرئيس التنفيذي لهيئة كهرباء ومياه دبي، عن سعادته بالإنجاز الجديد الذي يضاف إلى سجل الهيئة الحافل بالإنجازات المحلية والعالمية، مشيراً إلى أن هذه الجوائز تعكس التقدير العالمي لجهود ومشروعات الهيئة ومكانتها الرائدة بين المؤسسات الخدماتية على مستوى قارة آسيا والعالم، لا سيما في اعتمادها أحدث التقنيات الذكية في نقل وتوزيع الطاقة.
وأضاف معالي الطاير: “نتبنى الابتكار وأحدث تقنيات الثورة الصناعية الرابعة لمواصلة تطوير البنية التحتية للكهرباء والمياه في دبي وإدارة المرافق والخدمات عبر شبكة ذكية ومترابطة. وتؤدي الشبكة الذكية، التي ننفذها باستثمارات إجمالية تبلغ 7 مليارات درهم حتى عام 2035، دوراً مهماً في توفير خدماتنا وفق أعلى معايير التوافرية والاعتمادية حيث توفر خصائص متقدمة مثل إمكانية التشغيل التبادلية بين مختلف أنحاء شبكة الكهرباء والمياه لضمان التشغيل السلس والسريع والفعال. وتساعد الشبكات الذكية على تحسين كفاءة نقل وتوزيع الطاقة، وتقليل الفاقد، وتحسين إدارة الأحمال الكهربائية، كما تدعم دمج مصادر الطاقة المتجددة في الشبكة الكهربائية، ما يعزز استدامة نظام الطاقة في دبي.”
“محاكي الأحمال الكهربائية الفعلية” (ALPS)
“محاكي الأحمال الكهربائية الفعلية”، الذي طورته هيئة كهرباء ومياه دبي، عبارة عن نظام مبتكر يدمج قدرات الذكاء الاصطناعي وبيانات محطات الطقس الأرضية والبنية التحتية لتقنية المعلومات لمحاكاة الأحمال الفعلية في شبكة التوزيع الكهربائية التي تحتوي محطات طاقة كهروضوئية. وتتمثل الفكرة الرئيسة للنظام في محاكاة الإنتاج الفعلي لمحطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة بناءً على بيانات الطقس لمحاكاة الأحمال الكهربائية الفعلية بشكل دقيق. كما يحتوي النظام المبتكر على نموذج رقمي لمحاكاة أداء محطات الطاقة الكهروضوئية دون الحاجة إلى تركيب عداد منفصل لكل محطة ضمن شبكة توزيع الكهرباء.
مشاريع أتمتة الشبكة الذكية لمحطات التوزيع
تمثل الشبكة الذكية لقطاع التوزيع تقدماً كبيراً في مجال أتمتة الشبكات الكهربائية، حيث تدعم التحكم في شبكات الطاقة وإدارتها عن بعد على مدار الساعة دون أي تدخل بشري ميداني، إضافة إلى اكتشاف الأعطال وعزلها واستعادة الخدمة من خلال مراكز تحكم شبكات التوزيع. وتستخدم المشاريع الذكية برامج المعالجة الذاتية الذكية والتي تستعيد إمدادات الطاقة دون أي تدخل بشري خلال دقيقة واحدة. وقد أسهم ذلك في تحقيق الهيئة أقل متوسط انقطاع للكهرباء على مستوى العالم، حيث سجلت دبي متوسط 1.06 دقيقة انقطاع لكل مشترك في العام في 2023، مقارنة مع 15 دقيقة لدى نخبة من شركات الكهرباء في دول الاتحاد الأوروبي.
يشار إلى أن الهيئة فازت سابقاً في عدة فئات ضمن “جوائز آسيا للطاقة” منها “أفضل مشروع لنقل وتوزيع الطاقة”، و”أفضل مشروع لشبكات الطاقة الذكية”، و”أفضل أداء بيئي”.
غواصات في دول عربية المرعبة تثير مخاوف الغرب