الخلايا الشمسية تعمل بـ20% من كفاءتها.. هل يمكن تحسين أدائها؟
تاريخ النشر: 3rd, April 2024 GMT
في سياق إعادة تصور مستقبل الطاقة الشمسية، يُشير بحث جديد أجراه علماء من جامعة "كامبردج" البريطانية، إلى طرق جديدة لتوليد الطاقة الشمسية بكفاءة أفضل من الوضع الحالي.
وفي دراستهم التي نشروها في دورية "جول" المهتمة بمجالات الطاقة المستدامة، يرى علماء جامعة كامبردج أن تطوير الخلايا الشمسية لتكون فائقة الكفاءة أمر صعب للغاية، وبالتالي يجب التفكير في طرق أخرى جديدة لتوليد الطاقة الشمسية، مثل تركيز المزيد من ضوء الشمس على الخلايا الشمسية، عوضا عن مجرد محاولة جعل الخلايا الشمسية فائقة الكفاءة، هذا بالإضافة الى الاهتمام بتعديل ألواح الخلايا الشمسية وجعلها أكثر متانة ومرونة وشفافة.
من المعروف أن الخلايا الشمسية -التي تُجمع في ألواح تُعرف بالألواح الشمسية- هي الأجهزة التي تحوّل ضوء الشمس إلى كهرباء، وغالبا ما تُصنع من السيليكون، وهو عنصر شائع لكنه يعاني من عيوب في التقاط الإشعاع الشمسي وتحويله إلى كهرباء، وهي المشكلة التي تواجه إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الشمسية، والتي تعرف بمشكلة كفاءة الألواح الشمسية، إضافة إلى القيود التي تحد من استغلال الطاقة الشمسية على مدار اليوم.
وبحسب دراسة سابقة تبحث في العيب الرئيسي في كفاءة الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون، فإن غالبية الخلايا الشمسية تُحقق فقط 20% من الكفاءة لكل "كيلوواط "من ضوء الشمس المكافئ، كما أرجعت تلك الدراسة الأسباب الرئيسية في انخفاض كفاءة الطاقة الشمسية إلى العوامل الطبيعية مثل ارتفاع درجة حرارة الشمس أو الرطوبة أو تأثير الغبار.
ولتحسين كفاءة الطاقة الشمسية اتجه باحثون في علوم المواد وتكنولوجيا الطاقة الشمسية إلى معالجة مشكلة كفاءة الطاقة عن طريق تطوير تقنيات جديدة، تُسهم في الحد من القيود التي تمنع تلك الخلايا من إنتاج أعلى قدر من الطاقة.
وفقا للبيان الصحفي الصادر من جامعة "كامبردج"، فإن الدراسة الجديدة تسعى إلى اقتراح بعض الطرق التي يمكن أن تقدم أداء أفضل في أجزاء مختلفة من العالم، وبمعنى آخر تتجاوز تلك الظروف البيئية والطبيعية المختلفة التي تقلل من كفاءة الخلايا الشمسية.
يقول البيان: إن الدراسة الجديدة تقدم اقتراحات لطرق أخرى لتوليد الطاقة الشمسية عوضا عن مجرد محاولة جعل الخلايا الشمسية الفردية فائقة الكفاءة، إذ يبحث العلماء دائما عن طرق أفضل للحصول على أكبر كمية من الطاقة الكهربائية من الخلايا الشمسية.
ووجد فريق العلماء في مختبر قسم الفيزياء كلية العلوم الفيزيائية جامعة كامبردج ومعهد الأبحاث الهولندي في أمستردام، أن تحسين كفاءة الخلايا الشمسية بهذه الطريقة أصعب مما نعتقد، لكنهم اكتشفوا طرقا أخرى يمكن من خلالها تحسين الطاقة الشمسية، مثل تحسين طرق التقاط الطاقة الشمسية في أي مكان على هذا الكوكب، وذلك بتعديل ألواح الخلايا الشمسية التي تحوّل ضوء الشمس إلى كهرباء، لتقديم أداء أفضل في أجزاء مختلفة من العالم حيث يمكن أن يكون تركيز الضوء الشمسي أعلى.
واعتمد علماء جامعة كامبردج في التحقق من تصوراتهم لمستقبل الطاقة الشمسية على استخدام نماذج التعلم الآلي والشبكات العصبية في الذكاء الاصطناعي لفهم كيفية تصرف إشعاع الشمس في مناطق مختلفة على الأرض، وذلك عبر محاكاة حاسوبية لسيناريوهات مختلفة، وتمكن الباحثون من التنبؤ بكمية الطاقة التي يمكن أن تنتجها الخلايا الشمسية في مواقع مختلفة حول العالم، ودمجوا بعد ذلك هذه البيانات في نموذج إلكتروني لحساب إنتاج الخلايا الشمسية.
يقول الدكتور "تومي بايكي" الباحث الأول في الدراسة: "عوضا عن مجرد محاولة تحسين الخلايا الشمسية، توصلنا إلى طرق أخرى لالتقاط المزيد من الطاقة الشمسية، وقد يكون هذا مفيدا حقا للمجتمعات، إذ يمنحهم خيارات مختلفة للتفكير فيها بدلا من التركيز فقط على جعل الخلايا أكثر كفاءة مع الضوء".
وفي سياق تعديل الخلايا الشمسية، اقترحت الدراسة تعزيز متانة الألواح الشمسية بحيث يمكن أن تنثني وتُطوى أو تصبح شفافة جزئيا لتندمج بسلاسة مع البيئة المحيطة ويسهل تركيبها.
ومن خلال تعزيز متانة هذه اللوحات وتعدد استخداماتها، يمكن دمجها في مجموعة واسعة من الإعدادات، مما يَعِد بطول العمر والكفاءة.
يقول بايكي: "نقترح خطة مختلفة يمكن أن تجعل الألواح الشمسية تعمل بشكل جيد في العديد من الأماكن المختلفة حول العالم، إذ إن الفكرة هي جعل الألواح الشمسية مرنة وشفافة إلى حد ما وقابلة للطي، وبهذه الطريقة يمكن للألواح أن تناسب جميع أنواع الأماكن، ولهذا ندعو الباحثين إلى استخدام نمذجة أجهزة التقاط الطاقة الشمسية بهدف تحسين ترتيبها لتحقيق أقصى قدر من امتصاص ضوء الشمس".
ويضيف أن هذا النهج "ينطوي على تحسين تصميم المصفوفات الشمسية وزيادة فعاليتها في تسخير الطاقة الشمسية، وبالتالي فإن هذا الإدراك يعني أنه يمكننا الآن التركيز على أشياء مختلفة بدلا من مجرد جعل الخلايا الشمسية تعمل بشكل أفضل. وفي المستقبل سنقوم بفحص مسارات حصاد الطاقة الشمسية التي تتضمن ما يمكن أن يساعدنا في التقاط المزيد من طاقة الشمس".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: رمضان 1445 هـ ترجمات حريات لتولید الطاقة الشمسیة الخلایا الشمسیة ت الألواح الشمسیة کفاءة الطاقة ضوء الشمس طرق أخرى یمکن أن التی ت
إقرأ أيضاً:
كم عدد التكبيرات في صلاة الجنازة؟.. اعرف طريقة أدائها
هناك سؤال يتبادر إلى الأذهان وقت صلاة الجنازة على الميت سواء كان قريب أو غريب، وهو: كم عدد التكبيرات في صلاة الجنازة؟
وللإجابة على سؤال: كم عدد التكبيرات في صلاة الجنازة؟ ينبغي الإشارة إلى أن صلاة الجنازة لها أربع تكبيرات، ونقرأ بعد التكبيرة الاولى، سورة الفاتحة، وبعد التكبيرة الثانية، الصلاة الابراهيمية، وبعد الثالثة ندعي للمتوفى بإخلاص، وبعد الرابعة، ندعي لكل من مشى في الجنازة.
وقالت الإفتاء: صلاة الجنازة أربع تكبيرات عند جمهور الفقهاء الأئمة الأربعة ومن تبعهم، وهذا هو الثابت الصحيح عن سيدنا رسول الله صلى الله عليه وآله وسلم فمن صلَّى الجنازة بثلاث تكبيرات فصلاته غير صحيحة وعليه الإعادة إن شاء.
كيفية صلاة الجنازةالتكبيرة الاولى، وفيها نقرأ سورة الفاتحة (الْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ الْعَالَمِينَ ۞ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ۞ مَالِكِ يَوْمِ الدِّينِ ۞ إِيَّاكَ نَعْبُدُ وَإِيَّاكَ نَسْتَعِينُ ۞ اهدِنَا الصِّرَاطَ الْمُسْتَقِيمَ ۞ صِرَاطَ الَّذِينَ أَنْعَمْتَ عَلَيْهِمْ غَيْرِ الْمَغْضُوبِ عَلَيْهِمْ وَلاَ الضَّالِّينَ).
التكبيرة الثانية، وفيها نقرأ الصلاة الإبراهيمية على حضرة سيدنا النبي.. اللهم صل على محمد وعلى آل محمد كما صليت على إبراهيم وعلى آل إبراهيم، وبارك على محمد وعلى آل محمد كما باركت على إبراهيم وعلى آل إبراهيم في العالمين إنك حميد مجيد
التكبيرة الثالثة، وفيها يتم الدعاء للميت بما ورد من أدعية , ومن ذلك قول : (( اللهم اغفر له وارحمه ، وعافه واعفُ عنه ، ونقه من الخطايا كما ينقى الثوب الأبيض من الدَنَس , وأبدله دارًا خيرًا من داره , وأهلًا خيرًا من أهله , وزوجًا خيرًا من زوجه ، وأدخله الجنة , وأعذه من عذاب القبر ومن عذاب النار
التكبيرة الرابعة : وفيها يتم الدعاء للمشيعين في الجنازة، فتقول "اللهم لا تحرمنا أجره ولا تَفتِنـّا بعده" ويدعو للميت ولجميع المسلمين وينهي صلاته بالتسليم، وفي نهاية الصلاة تسليمة واحدة جهة اليمين
صلاة الجنازة أم السنة؟وصلاة الجنازة داخل المسجد جائزةٌ شرعًا، وإذا دخل الميت المسجد بعد أداء الصلاة المفروضة فتصلى صلاة الجنازة أولا؛ لأن تعجيل الدفن واجب، وفي الحديث عن أبي هريرة رضي الله عنه عن النبي صلى الله عليه وآله وسلم قال: «أسرعوا بالجنازة؛ فإن تَكُ صالحةً فَخَيْرٌ تقدمونها إليه، وإن يَكُ سِوَى ذلك فَشَرٌّ تَضَعُونَهُ عن رقابكم» رواه أصحاب الكتب الستة.
كما أن الإسراع بشؤون الميت كلها مطلوب، ومن شاء أن يحضر الجنازة ويصلي عليها مع الجماعة فعل، ومن شاء صلى السنة وحده مع إقامة صلاة الجنازة في المسجد، ومن شاء خرج أو جلس في المسجد؛ لأن الصلاة في المسجد فرض كفاية، ولا تعطل الصلاة على الجنازة من أجل صلاة السنة؛ حيث إنه لا تعارض بينهما أصلا.
أكثر من 2% .. خام البصرة يسجل مكاسب أسبوعية