السباق على وشك حل أكبر مشكلة تواجه الطاقة الشمسية

تنمو صناعة الطاقة الشمسية بوتيرة مذهلة، وبفضل هذا النمو، أصبحت الطاقة المتجددة موجودة الآن كسوف الفحم كمصدر للطاقة. لكن الطاقة الشمسية لها عيوب سيئة السمعة: فهي لا تولد الكهرباء في الليل، ولا تولدها بشكل جيد عندما يكون الجو غائما. الطاقة الشمسية، كما تعلم بالتأكيد، تحتاج إلى الشمس.

ولكن ماذا لو لم يحدث ذلك؟ ماذا لو كان هناك حل لمشكلة الطاقة الشمسية؟ حسنًا، كما اتضح، هناك باحثون في جميع أنحاء العالم يتسابقون للعثور على حل، وهناك عدد من الحلول المقترحة التي يمكن أن تحقق ذلك. فيما يلي جولة سريعة حول التكنولوجيا والتقنيات التي يستكشفها العلماء.

"اللوحة المضادة للطاقة الشمسية"

إذا كنت ترغب في توليد الكهرباء من مصدر طاقة خارج كوكب الأرض (المعروف أيضًا باسم الشمس) كما تفعل أنت باستخدام الألواح الشمسية، ولكن توليد هذه الطاقة أثناء الليل، فإن أحد الخيارات هو ما أطلق عليه البعض "لوحة مضادة للطاقة الشمسية". ويعتمد هذا الخيار على توليد الطاقة من برودة الفضاء بدلا من ضوء الشمس الدافئ.

قد يبدو الأمر غريبًا بعض الشيء، لكنه سليم من الناحية العلمية. الفكرة هي أن تقوم بتوجيه اللوحة نحو الفضاء أثناء المساء، وسيكون الجو دافئًا مقارنة ببرودة الفضاء، مما سيؤدي إلى إشعاع الحرارة على شكل ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي. يمكنك بعد ذلك التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء لتوليد الكهرباء.

يقول أسواث رامان، الأستاذ المساعد في علوم وهندسة المواد، لموقع Digital Trends، إن هذا من شأنه أن يساعد أنت تولد الكهرباء في الليل، لكنها لن تولد نفس القدر من الكهرباء الذي تنتجه الألواح الشمسية من شمس.

يقول رامان: "إن الشمس كمصدر للطاقة أقوى بكثير مما يمكنك الحصول عليه من تأثير التبريد هذا في الليل والذي نستفيد منه - التبريد الإشعاعي". "من وجهة نظر توليد الكهرباء، أعتقد أنها ستكون دائمًا، في أحسن الأحوال، مضافة."

يقول رامان إذا كنت قد استثمرت بالفعل في تركيب الألواح الشمسية، فيمكن أن يساعدك ذلك في تحقيق مكاسب أكبر مقابل المال الذي تنفقه من خلال تحسين "اقتصاديات النظام الأساسي".

التقاط المزيد من الأطوال الموجية

تلتقط الألواح الشمسية جزءًا كبيرًا من الإشعاع الشمسي، لكنها لا تلتقط كل شيء. إنها رائعة لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس المباشرة، لكنها ليست جيدة جدًا في توليد الكهرباء في يوم غائم. أحد الحلول المقترحة لهذه المشكلة هو التقاط الضوء فوق البنفسجي غير المرئي، والذي يكون موجودًا حتى عندما يكون الجو غائمًا، ثم تحويله إلى ضوء مرئي لتوليد الكهرباء كما تفعل الألواح الشمسية عادةً.

يقول رامان: "هناك أشياء تأتي بأطوال موجية طويلة من الشمس لا تستطيع الألواح الشمسية تحويلها عادةً". "إنها تتحول إلى حرارة، وقد اقترح الناس وأظهروا طرقًا يمكنك من خلالها تحويل بعض هذا الضوء إلى ضوء يمكن أن تحوله الألواح الشمسية إلى كهرباء."

بناء بطاريات أكبر

عندما تفشل كل الطرق الأخرى، هناك أيضًا حل بديل لحقيقة أن الألواح الشمسية لا تنتج الطاقة ليلاً: قم بتخزين الطاقة الزائدة أثناء تعرض الشمس للشمس. يكون خارج في البطاريات. ربما تكون قد شاهدت شبكات صغيرة على سبيل المثال، قامت شركة تسلا ببناء سيارات حول العالم.

يقول رامان إن البطاريات ستكون جزءًا مهمًا من حل أكبر مشكلة للطاقة الشمسية، لكننا لسنا حاليًا في مكان حيث يمكن للبطاريات تخزين ما يكفي من الكهرباء لتشغيل مدينة، على سبيل المثال. ويقول إننا مازلنا بحاجة إلى تطوير تكنولوجيا بطاريات جديدة لتخزين مثل هذه الكمية الهائلة من الطاقة.

"هناك خيارات اليوم قابلة للتنفيذ وقابلة للاستخدام على نطاقات صغيرة نسبيًا. يقول رامان: "إنها حقًا مسألة ما هو الحجم الذي يمكنك تحقيقه". "تصبح المقاييس شاقة جدًا عندما تفكر في مقدار طاقة البطارية التي تحتاجها."

يبحث الباحثون في كل شيء من بطاريات التدفق ل هواء مضغوط لتخزين الطاقة. يقول رامان إن حل مشاكل الطاقة الشمسية لا يجب أن يكون مجرد بطاريات أو فكرة أخرى أيضًا. ويقول أنه يمكننا استخدام تقنيات مختلفة متعددة لحل هذه المشكلة.

"سترى قدرًا هائلاً من نشر البطارية بالتأكيد. هل سيكون هذا كل شيء؟ يقول رامان: "لا أظن ذلك". "أظن أنه ستكون هناك أفكار أخرى."

توصيات المحررين

• كاليفورنيا لديها مشكلة انقطاع التيار الكهربائي. هل يمكن أن تكون بطاريات التدفق العملاقة هي الحل؟
• من الممكن أن تعود زيبلين من جديد باستخدام منطاد لنقل البضائع يعمل بالطاقة الشمسية
• انسَ الثلج، فهذا المبرد يستغل قوة الشمس لتبريد طعامك
• تريد حملة Cheesy Kickstarter توفير الطاقة الشمسية للطلاب في شرق إفريقيا
• إليكم ما سيحدث إذا تمت تغطية الصحراء الكبرى بمزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.