دانشمندان دانشگاه استنفورد موفق شده‌اند محدودیت بزرگ پنل‌های خورشیدی سنتی را پشت سر بگذارند و در شب هم برق تولید کنند. پنل‌های جدید به کمک تکنیک خنک سازی تابشی می‌توانند بدون تابش خورشید و فقط از سرمای شبانه برق تولید کنند.
پنل‌های خورشیدی شبانه چطور کار می‌کنند؟
به گزارش ecoticias، پنل‌های خورشیدی تنها زمانی برق تولید می‌کنند که نور خورشید به آن‌ها بتابد، اما حالا تیم دانشگاه استنفورد به کمک پدیده‌ای به نام خنک سازی تابشی، راه جدیدی برای تولید برق پیدا کرده‌اند. اما این روش دقیقا چیست؟
با رسیدن شب، سطح زمین شروع به فرستادن گرمای خودش به سمت آسمان می‌کند، این باعث می‌شود که دمای سطح زمین از دمای هوا کمتر شود و دانشمندان هم از این اختلاف دما استفاده می‌کنند و به کمک یک ژنراتور گرمایی کوچک روی پنل خورشیدی، برق تولید می‌کنند.
جالب اینجاست که این فرایند هیچ نیازی به نور خورشید یا نور ماه هم ندارد و تمام چیزی که لازم است یک آسمان صاف و بدون ابر است تا زمین بتواند گرمایش را به فضا بفرستد. البته در حال حاضر، میزان تولید برق این پنل‌های شبانه هنوز خیلی کم است (حدود 50 میلی وات در هر متر مربع)، اما برای روشن نگه داشتن وسایلی مانند لامپ‌های کوچک، سنسورهای محیطی یا سیستم‌های ارتباطی کم مصرف، این مقدار کافی خواهد بود.
چرا پنل‌های شبانه اهمیت دارند؟
یکی از مهم‌ترین مشکلات انرژی خورشیدی این است که در هنگام شب یا ابری بودن آسمان، پنل‌های خورشیدی دیگر نمی‌توانند برق تولید کنند. راهکار فعلی برای این مشکل، استفاده از باتری‌های ذخیره انرژی است. یعنی باتری‌ها برق مازاد روز را ذخیره می‌کنند تا در شب مصرف شود. اما این باتری‌ها هم هزینه زیادی دارند و هم عمرشان محدود است و بعد از چند سال باید تعویض شوند، این موضوع هم هزینه بر است و هم به محیط زیست فشار وارد می‌کند.
پنل‌های شبانه‌ای که محققان دانشگاه استنفورد ساخته‌اند، می‌توانند به طور مستقیم در شب برق تولید کنند که علاوه بر اینکه هزینه راه‌اندازی بسیار کمتری نسبت به ساخت پنل خورشیدی همراه باتری دارند، فضای بسیار کمی هم اشغال می‌کنند چرا که فقط بخش کوچکی از پنل به ژنراتور حرارتی اختصاص داده شده است. این پنل‌ها برای دسترسی به برق در مناطق دورافتاده بسیار مناسب هستند.
از طرف دیگر هم به کمک این سیستم دیگر نیازی به ذخیره سازی انرژی با باتری‌های گران قیمت نیست. به همین خاطر بسیاری از افراد این پروژه را قدم مهمی به سمت آینده پایدارتر می‌دانند، آینده‌ای که در آن حتی شب‌ها هم بتوانیم انرژی تجدید پذیر تولید کنیم.
از طرفی این سیستم کمک می‌کند یکی از بزرگ‌ترین مشکلات انرژی‌های تجدیدپذیر یعنی ذخیره‌سازی انرژی حل شود، بدون نیاز به باتری‌های گران‌قیمت یا آسیب‌رسان به محیط زیست. به همین دلیل، بسیاری این پروژه را یک قدم مهم به سمت آینده‌ای پایدارتر می‌دانند؛ آینده‌ای که در آن حتی شب‌ها هم بتوانیم بدون دغدغه از انرژی تجدیدپذیر استفاده کنیم.
آینده پنل‌های شبانه در دنیای انرژی‌های تجدیدپذیر
حالا که پژوهشگران استنفورد نشان دادند که پنل‌های شبانه واقعا می‌توانند برق تولید کنند به یک سوال مهم می‌رسیم: آینده این تکنولوژی چطور خواهد بود؟
اولین کاربرد عملی این فناوری احتمالا در مناطقی خواهد بود که زیرساخت برق‌رسانی مناسبی ندارند یا هزینه باتری برایشان سنگین است. روستاهای دور افتاده، مزارع کشاورزی، کمپ‌های تحقیقاتی و پروژه‌های شهری احتمالا اولین مشتریان این پنل‌ها خواهند بود.
در سمت دیگر با گسترش اینترنت اشیا، نیاز به تامین انرژی دستگاه‌های کوچک مانند حسگرهای محیطی، دوربین‌های نظارتی یا دستگاه‌های ارتباطی در مکان‌های بدون برق بیشتر شده است. این پنل‌ها می‌توانند به راحتی برق این سیستم‌ها را تامین کنند. هرچند که توان تولیدی این پنل‌ها خیلی بالا نیست اما با بهبود طراحی ترموالکتریک و مدیریت بهتر اختلاف دما، محققان امیدوار هستند که بتوانند برق بیشتری تولید کنند.
البته در حال حاضر هم استارتاپ‌هایی مانند SkyCool Systems در حال استفاده از تکنیک خنک کنندگی تابشی هستند و بیشتر تمرکزشان روی خنک کردن ساختمان‌هاست. اما پنل‌های استنفورد از این تکنیک برای تولید برق استفاده می‌کنند و همزمان هم کمک زیادی به حفظ محیط زیست می‌کنند.
در نهایت اگر روند فعلی پیشرفت‌ها ادامه پیدا کند، شاید در آینده شاهد شهرها و ساختمان‌هایی باشیم که پنل‌های خورشیدی دوگانه دارند و بدون تولید آلودگی برق تولید می‌کنند.
بدون دیدگاه