سابقة عالمية.. خلايا شمسية تعزّز كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 60%
تاريخ النشر: 27th, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
تسرب الهيدروجين من المنشآت الصناعية قد يحوله إلى “عبء” مناخي
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
6 ساعات مضت
7 ساعات مضت
. تعلن رابط التسجيل في شقق الاسكان الاجتماعي 2024
8 ساعات مضت
8 ساعات مضت
توصل فريق من الباحثين إلى خلايا شمسية يُمكنها أن توفّر كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 60%، وفق معلومات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
وفي سابقة عالمية، صنع باحثون في جامعة كومبلوتنسي بمدريد في إسبانيا، خلية شمسية متوسطة النطاق (IB) باستعمال فوسفيد الغاليوم والتيتانيوم.
وأفاد الباحثون بأنه يُمكن للخلايا الشمسية تقديم هذا الأداء عند طول موجيّ 550 نانومترًا وما فوق.
ونشروا خلايا شمسية يُمكنها تحويل ضوء الشمس إلى تيار كهربائي، إلا أن الخلية الشمسية القائمة على السيليكون لا يمكنها تسخير سوى جزء من ضوء الشمس الساقط عليها، وإطلاق الباقي على شكل حرارة.
قدرات الخلايا الشمسيةيعمل خافيير أوليا أريزا وفريقه من الباحثين في جامعة كومبلوتنسي بمدريد منذ أكثر من 15 عامًا مع فوسفيد الغاليوم والتيتانيوم، في محاولة لصنع خلية شمسية أكثر كفاءة.
ويُطلق على الحد الأقصى لكمية الطاقة التي يُمكن للخلية الشمسية تحويلها إلى كهرباء اسم شوكلي-كوايسر (Shockley Queisser).
ويعتمد حد شوكلي-كوايسر للخلية الشمسية على المادة المستعملة في تصنيعها؛ بالنسبة للسيليكون، تبلغ فجوة النطاق 1.3 إلكترون فولت، ويبلغ حد شوكلي-كوايسر 33.7%.
وهذا يعني فعليًا أنه في أفضل السيناريوهات، حتى الخلية الشمسية التي أنتِجت بأعلى جودة على الإطلاق لن تكون قادرة على تسخير 77.3% من ضوء الشمس الساقط عليها.
ولتلبية المتطلبات المتزايدة من الطاقة، يحتاج العالم إلى بناء المزيد من الألواح الشمسية وتغطية المزيد من الأماكن.
ومع ذلك، يُمكن أن يكون للخلية الشمسية المصنوعة من مادة مختلفة حد أعلى لـ”شوكلي-كوايسر”؛ ما يجعل توليد الكهرباء أكثر كفاءة، وفق تحديثات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة، نقلًا عن منصة “إنترستينغ إنجينيرينغ” (Interesting Engineering).
نظرًا إلى أن حد شوكلي-كوايسر يعتمد على فجوة النطاق لمادة الرقائق الإلكترونية، فقد اختار أريزا وفريقه فوسفيد الغاليوم الذي تبلغ فجوة نطاقه 2.26 إلكترون فولت.
ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، بنى الفريق خلية شمسية بحجم سنتيمتر مربع واحد مع فوسفيد الغاليوم: ممتص التيتانيوم لا يزيد سمكه على 50 نانومترًا وروابط معدنية باستعمال الذهب والغرمانيوم.
من خلال سلسلة من التجارب في قياسات النفاذية والانعكاس، وجد الفريق أن الخلية الشمسية لها نطاق عريض بسبب امتصاص الضوء المعزز عند الطول الموجي فوق 550 نانومترًا.
ويرجع هذا على الأرجح إلى استعمال التيتانيوم في الإعداد؛ إذ تبلغ الإمكانات النظرية للهيكل نحو 60%.
وعمل الفريق لأول مرة مع هذه المواد في عام 2009، لكن الأمر استغرق منهم 15 عامًا لبناء الأجهزة الأولى بها.
حتى في هذه المرحلة، ما تزال الخلايا الشمسية غير قريبة من النشر؛ إذ تُعد كفاءتها ضعيفة للغاية، وما يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به.
ويريد الفريق أولًا صنع نموذج أولي لخلية شمسية وإظهار كفاءة أعلى، كما يعتزمون حل المشكلات المتعلقة ببناء الخلايا الشمسية باستعمال طرق مختلفة لدمج التيتانيوم في المستقبل.
وكتب الباحثون: “قد يستغرق النشر التجاري لهذه التقنية وقتًا طويلًا، لكننا لم نعد مقيدين بإمكانات الخلايا الشمسية”.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الخلایا الشمسیة خلایا شمسیة ساعات مضت
إقرأ أيضاً:
شبوة.. تدشين العمل بالمرحلة الأولى لمنظومة الطاقة الشمسية للمستشفى التخصصي الخيري بقوة 150 كيلو وات
شمسان بوست / صالح سويد باعوضه
برعاية كريمة من معالي الأستاذ الدكتور قاسم محمد بحيبح، وزير الصحة العامة والسكان، ومعالي الدكتور محمد سعيد الزعوري، وزير الشؤون الاجتماعية والعمل، والشيخ عوض محمد ابن الوزير، محافظ محافظة شبوة، تم صباح اليوم بمدينة عزان مديرية ميفعة محافظة شبوة، تدشين العمل بالمرحلة الأولى لمنظومة الطاقة الشمسية للمستشفى التخصصي الخيري بقوة 150 كيلو وات، وبطاريات ليثيوم خزن بقوة 150 كيلو وات. تم تنفيذ هذا المشروع بكلفة تقدر بحوالي 462,800 ريال سعودي.
وخلال حفل التدشيت القا الشيخ سالم صبيح باعوضة، وكيل محافظة شبوة، كلمة اكيد فيها على أهمية هذا المشروع في تحسين خدمات المستشفى وتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل الأجهزة والمعدات الطبية.
و أشاد الشيخ سالم صبيح بالدعم السخي من فاعلي الخير، ومؤسسة شبوة للتنمية، والشركات ورجال الأعمال الذين ساهموا في تمويل هذا المشروع. وأوضح أن هذا المشروع يمثل خطوة هامة نحو تحقيق الاستدامة في تقديم الخدمات الصحية للمجتمع، ويعكس التعاون المثمر بين الجهات المختلفة لضمان تقديم أفضل رعاية طبية للمواطنين.
من جهة أخرى رحب الأستاذ ناصر مذيب مسلم، مدير المستشفى، بالحضور وعبر عن شكره وتقديره لجهود كافة الجهات الداعمة والممولة لهذا المشروع الحيوي. كما قدم شكره وتقديره لشركة الأخوين للتجارة العامة على جهودهم الكبيرة في تنفيذ المشروع وفق أعلى المعايير. وأكد أن تشغيل منظومة الطاقة الشمسية سيسهم بشكل كبير في تعزيز كفاءة المستشفى وتقديم خدمات طبية متقدمة للمرضى، بالإضافة إلى تخفيف الأعباء المالية على المستشفى والمجتمع المحلي. وأشار مدير المستشفى إلى أن المشروع يأتي في إطار السعي المستمر لتطوير المستشفى وتحسين خدماته، بما يتوافق مع أعلى معايير الجودة والرعاية الصحية.
وأعرب مدير المستشفى الاخ ناصر مذيب عن عميق شكره وامتنانه لفاعل الخير الذي ساهم بتمويل 100 كيلو وات، ومؤسسة شبوة للتنمية التي مولت 50 كيلو وات بالتعاون مع عدد من الشركات ورجال الأعمال. يعكس هذا المشروع روح العطاء والتعاون بين جميع الأطراف، وهو مثال حي على كيفية التكاتف لتحقيق أهداف نبيلة تخدم المجتمع وتخفف من معاناة المرضى .
بعد ذلك ألقى المهندس إبراهيم باشافعي، مهندس المشروع، كلمة أكد فيها على أهمية هذا المشروع من الناحية التقنية والبيئية. وأوضح أن استخدام الطاقة الشمسية يعزز من استدامة الطاقة ويقلل من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية، مما يسهم في حماية البيئة وتوفير تكاليف التشغيل. وأشار المهندس إبراهيم إلى أن الفريق العامل في المشروع قد بذل جهودًا كبيرة لتنفيذ وتركيب المنظومة بأعلى معايير الجودة والدقة، مما يضمن استمرارية تقديم الخدمات الطبية بكفاءة عالية.
«BMI» التابعة لـ فيتش تتوقع نموا إيجابيا في قطاع السياحة بمصر خلال 2025