8 پروژه جالب توجه در صنعت خورشیدی

عصرایران؛ محمد مهدی حیدرپور - به نظر می رسد سال 2015 می تواند دوران خوبی برای صنعت خورشیدی باشد. به عنوان مثال، در هر چهار دقیقه یک سیستم فتوولتائیک در آمریکا نصب می شود. همچنین در این کشور 142 هزار شغل در صنعت خورشیدی وجود دارند. روند پژوهش در پس انرژی خورشیدی نیز پر رونق است. دانشمندان روش های جدیدی را برای کاهش هزینه ها و افزایش بهره‌وری پنل های خورشیدی کشف کرده اند و روش های خلاقانه و تاثیرگذاری را برای تولید نیرو ارائه می کنند. در ادامه با برخی از برترین پیشرفت های جدید در زمینه انرژی خورشیدی بیشتر آشنا می شویم.

برگ بیونیک

دانشمندان در دانشگاه هاروارد اخیرا برگی بیونیک را ساخته اند که از یک کاتالیزور برای تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از نور خورشید استفاده می کند. پس از تقسیم، یک باکتری مهندسی شده هیدروژن را با دی اکسید کربن ترکیب کرده و سوختی مایع به نام ایزوپروپانول تولید می شود. بهره‌وری این فرآیند تقریبا با بهره‌وری فتوسنتز در استفاده از نور خورشید برابر است.

درخت خورشیدی چاپ سه بعدی شده

پژوهشگران در مرکز پژوهشی VTT با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی موفق به تولید درختانی شده اند که از انرژی خورشید نیرو می گیرند. تنه این درختان از زیست‌مواد چوبی چاپ سه بعدی شده شکل گرفته و برگ های آن پنل های خورشیدی هستند.

پروسکیت ها

پروسکیت ها موادی با ساختار کریستالی ویژه هستند. پژوهشگران دانشگاه استنفورد دریافته اند با استفاده از سرب، آمونیاک و ید می توانند مقادیر زیادی از این مواد را با هزینه کم تولید کنند. پروسکیت ها از برخی جهات بسیار کارآمدتر از سیلیکون هستند و از این رو ایده استفاده از آنها به عنوان مکملی برای سیلیکون و نه جایگزینی آن می تواند روشی برای افزایش بهره‌وری سلول های خورشیدی باشد.

فیلم نازک خورشیدی

پژوهش جدید دانشگاه کرنل نشان داده است دانشمندان با تغییر شیمی مواد به سلول های خورشیدی بهتری دست یافته اند. فیلم نازک خورشیدی یک ماده فتوولتائیک روی بستر شبیه سیلیکون است. نمونه ای که توسط دانشمندان در دانشگاه کرنل ساخته شده پروسکیت های هالید فلزی آلی-معدنی است. سلول های خورشیدی جدید از یک منبع مایع و پوششی ساده استفاده می کنند که می تواند آن را برای مصارف تجاری جذاب‌تر کند.

سلول های خورشیدی مبتنی بر کربن

یکی دیگر از جایگزین های ارزان برای سیلیکون سلول های خورشیدی چاپ شده مبتنی بر کربن هستند. البته بهره‌وری این سلول های خورشیدی در مقایسه با مواد دیگر همچنان نسبتا کم است. اما همان گونه که پروسکیت ها به واسطه کاهش هزینه و افزایش بهره‌وری سلول ها مورد توجه قرار گرفته اند، گزینه های مبتنی بر کربن نیز رقبای جدیدی به نظر می رسند.

پنل های خورشیدی رنگی

دانشمندان موفق به یافتن روشی برای زیباتر ساختن پنل های خورشیدی شده اند. آنها دی اکسید سیلیکون، اغلب برای ساختن فیبرهای نوری شیشه ای استفاده می شود، و دی اکسید تیتانیوم، برای جذب پرتوهای فرابنفش استفاده می شود، را به منظور تولید یک ساختار کریستالی فوتونیک که می تواند نور خورشید را جذب کند، لایه دار ساخته اند. رنگ ها هنگام بازتاب و جذب نور پدیدار می شوند و با توجه به ضخامت مواد تغییر می کنند.

مشکلی که وجود دارد این است که پنل های رنگی نسبت به پنل های خورشیدی سیاه از بهره‌وری بسیار کمتری برخوردار هستند. پژوهشگران امیدوارند با پیشرفت فناوری، بهره‌وری پنل های خورشیدی رنگی افزایش یابد.

سلول های خورشیدی پلیمری

سلول های خورشیدی پلیمری به نام P1D2 ممکن است بهره‌وری سلول خورشیدی را افزایش دهند. پلیمر آسان‌تر شکسته می شود و امکان حرکت سریع‌تر الکترون های بیشتری را فراهم می کند. به گفته پژوهشگران، در آزمایش های صورت گرفته پلیمر به میزان 15 درصد بهره‌وری سلول خورشیدی را افزایش داده است.

فناوری خورشیدی متمرکز کننده

سیستم های فتوولتائیک متمرکز کننده از ابعاد عظیمی برخوردار هستند و زاویه آنها برای دریافت میزان مناسبی از نور خورشید در طول روز باید به دقت تنظیم شود. این سیستم ها به خوبی کار می کنند اما برای پشت بام ها مناسب نیستند. تیمی از پژوهشگران در حال کار روی استفاده از این فناوری کارآمد برای سیستم های فتوولتائیک پشت بامی از طریق ساخت سلول های فتوولتائیک آرسنید گالیم و آرایه های لنز پلاستیکی چاپ سه بعدی شده در مقیاس کوچک هستند. این سیستم وزن کمتری دارد، ارزان‌تر تمام می شود و نسبت به سیستم های فتوولتائیک متمرکز کننده بسیار کوچک‌تر است و می تواند برای پشت بام ها بهینه سازی شود. 

برای خواندن مطالب بیشتر در زمینه علم و فناوری به اینجا مراجعه کنید. 

تماشاخانه

نبرد کانای؛ روز سیاه ارتش روم / وقتی ناگهان رخ هلال ماه به سمت ارتش دشمن برگشت

قدیمی‌ترین موجود زنده جهان در آمریکاست ؛ یک نفر این را به ترامپ بگوید!

فیلم های دیگر