أبلغ باحثون من جامعة هيوستن عن جهاز جديد قادر على التقاط الطاقة الشمسية بكفاءة وتخزينها إلى حين الحاجة إليها ، مما يوفر وعدًا للتطبيقات التي تتراوح من توليد الطاقة إلى التقطير وتحلية المياه.
على عكس الألواح الشمسية والخلايا الشمسية ، التي تعتمد على تكنولوجيا الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء مباشرة ، فإن الجهاز الهجين يلتقط الحرارة من الشمس ويخزنها كطاقة حرارية. إنه يعالج بعض المشكلات التي أوقفت اعتماد الطاقة الشمسية على نطاق واسع ، مما يشير إلى وسيلة لاستخدام الطاقة الشمسية على مدار الساعة ، على الرغم من ساعات ضوء الشمس المحدودة والأيام الغائمة والقيود الأخرى.
يجمع العمل ، الموضح في ورقة نشرت يوم الأربعاء في جول ، بين تخزين الطاقة الجزيئية وتخزين الحرارة الكامنة لإنتاج جهاز حصاد وتخزين متكامل للتشغيل المحتمل على مدار الساعة طوال الأسبوع. أبلغ الباحثون عن كفاءة حصاد قدرها 73 ٪ في العمليات الصغيرة وعالية 90 ٪ في العمليات واسعة النطاق.
تم استرداد ما يصل إلى 80 ٪ من الطاقة المخزنة في الليل ، وقال الباحثون إن الانتعاش خلال النهار كان أعلى.
قال هادي قاسمي ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية بيل دي كوك في جامعة بيلاروسيا ومؤلف مقال للصحيفة ، إن الحصاد عالي الكفاءة يعزى ، جزئياً ، إلى قدرة الجهاز على التقاط الطيف الكامل لأشعة الشمس وحصدها من أجل الاستخدام الفوري وتحويل الفائض إلى تخزين الطاقة الجزيئية.
تم تصنيع الجهاز باستخدام norbornadiene-quadricyclane كمواد تخزين جزيئي ، وهو مركب عضوي قال الباحثون إنه يوضح طاقة عالية محددة وإطلاق حرارة استثنائي مع الحفاظ على ثباته في أوقات التخزين الممتدة. قال قاسمي إنه يمكن تطبيق نفس المفهوم باستخدام مواد مختلفة ، مما يسمح بتحسين الأداء - بما في ذلك درجات حرارة التشغيل والكفاءة -.
قال T. Randall Lee ، أستاذ كرسي جامعة كولين المتميز للكيمياء والمؤلف المقابل ، أن الجهاز يوفر كفاءة محسنة بعدة طرق: يتم تخزين الطاقة الشمسية في شكل جزيئي بدلاً من حرارة ، تتبدد مع مرور الوقت ، والنظام المتكامل أيضًا يقلل من الخسائر الحرارية لأنه لا توجد حاجة لنقل الطاقة المخزنة من خلال خطوط الأنابيب.
"خلال اليوم ، يمكن حصاد الطاقة الحرارية الشمسية في درجات حرارة تصل إلى 120 درجة
وقال لي ، وهو أيضًا باحث رئيسي في مركز تكساس للموصلية الفائقة في جامعة ولاية كاليفورنيا: "درجة مئوية (حوالي 248 فهرنهايت). في الليل ، عندما يكون هناك تشعيع منخفض أو لا يشع ، فإن الطاقة المخزنة تحصدها مواد التخزين الجزيئي ، والتي يمكن تحويلها من جزيء طاقة أقل إلى جزيء طاقة أعلى. "
وقال إن ذلك يسمح للطاقة المخزنة بإنتاج الطاقة الحرارية عند درجة حرارة أعلى في الليل مقارنة بالنهار - مما يزيد من كمية الطاقة المتاحة حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.
بالإضافة إلى قاسمي ولي ، من بين الباحثين المشاركين في هذا العمل المؤلف الأول فارون كاشياب وسيواكورن ساكونكاويكاسيم وبرهام جعفري ومعصومة نازاري وباهاره إسلامى وسينا نازيفي وسيمان نزيه وبيمان إيرايزاد وماريا دي ماركيز وكلهم مع يو.
