آیا برق خورشیدی زیر آب هم کار میکند؟ / آزمایش پنلها در عمق ۱۰ متری دریا
پژوهشگران میگویند پنلهای خورشیدی مبتنی بر پروسکایت میتوانند تا پنج سال و نیم در زیر آب دوام بیاورند و همچنان فعال بمانند.
به گزارش خبرآنلاین، به نقل از یورونیوز، در عمق ده متری زیر سطح دریای جنوبی چین، دانشمندان مکان غیرمنتظرهای برای تولید برق از خورشید پیدا کردهاند. پژوهشگران هفته گذشته اعلام کردند که پنلهای خورشیدی را در اعماق زیر آب آزمایش کردهاند اعماقی که پیش از این برای این فناوری غیرعملی تلقی میشد.
این پنلها برای جذب طولموجهای نور خورشید که میتوانند از آب دریا عبور کنند طراحی شدهاند و پژوهشگران معتقدند که در نهایت میتوانند تجهیزات زیرآبی را برای مدت طولانیتر بدون اتکا صرف به باتریها فعال نگه دارند. در یک آزمایش دو ساعته نزدیک جزایر ویژو، در سواحل جنوبی سرزمین اصلی چین، این پنلها در عمق ده متری از نور خورشید برق تولید کردند. آزمایشهای آزمایشگاهی نیز نشان میدهد که آنها میتوانند سالها به طور پیوسته کار کنند.
این پژوهش که در نشریه علمی «جول» منتشر شده است، استفاده از انرژی خورشیدی زیر آب را بسیار فراتر از مطالعات پیشین میبرد مطالعاتی که عمدتا بر عمق دو متر یا کمتر تمرکز داشتند.
پنلهای خورشیدی چگونه میتوانند در عمق ۱۰ متری زیر آب کار کنند؟
یکی از بزرگترین موانع تولید برق خورشیدی زیر آب این است که نور خورشید به سرعت زیر سطح آب کمسو میشود. در عمق ده متری، بخش زیادی از انرژی خورشید پیش از این توسط آب جذب یا پراکنده شده است، اما برخی انواع نور میتوانند به اعماق بیشتری برسند.
به گفته پژوهشگران، مقدار کافی نور آبی و سبز به این عمق میرسد تا بتواند برق تولید کند، بنابراین این گروه سلولهای خورشیدیای توسعه داد که برای بهرهگیری حداکثری از همین نور طراحی شدهاند.
آنها از موادی موسوم به «پرووسکایت» استفاده کردند جایگزینی برای سیلیکون که در بیشتر پنلهای خورشیدی به کار میرود و میتوان آن را طوری تنظیم کرد که طولموجهای متفاوت نور را جذب کند. در آزمایشهای آزمایشگاهی که شرایط عمق ده متری زیر آب را بازسازی میکرد، این سلولها حدود ۳۵ درصد نور خورشیدیِ رسیده را به برق تبدیل کردند.
پژوهشگران سپس نمونههای بزرگتر را در دریای جنوبی چین آزمودند. در عمق دو متر، پنلهای خورشیدی با سطح ۱۱۵ سانتیمتر مربع در مدت دو ساعت ۱۴۱۶ میلیواتساعت برق تولید کردند رقمی برابر با حدود نیمی از ظرفیت یک باتری قلمی قابلشارژ.
در عمق ده متر، همین پنلها طی دو ساعت ۳۲۴ میلیواتساعت برق تولید کردند؛ مقدار کمی، اما همچنان بسیار بیشتر از چیزی که پژوهشگران انتظار داشتند.
پنلهای آنها پس از ۱۱۶۰ ساعت قرار گرفتن در شرایط شبیهسازیشده زیر آب تقریبا هیچ افت کارایی نشان ندادند. بر اساس این آزمایشها، پژوهشگران برآورد میکنند که این پنلها میتوانند در عمق ده متری زیر دریا حدود پنجونیم سال به طور مداوم کار کنند.
ونهوا ژانگ، نویسنده این مطالعه از دانشگاه یوننان و مدرسه عالی متحد جنوبغرب در کونمینگ، میگوید: «این کار نخستین تایید عملکردی سلولهای خورشیدی غوطهور است که بهطور عملی در عمق حدود ۱۰ متر زیر آب کار میکنند و دامنه کاربرد آنها را بهطور چشمگیری گسترش میدهد.»
گسترش کاربردهای خارج از شبکه انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی که زمانی عمدتا محدود به پشتبامها و فضاهای باز بود، اکنون هر چه بیشتر در مکانهایی ظاهر میشود که دسترسی به برق و سوخت دشوار است.
اوایل امسال، پژوهشگران هلندی نخستین آمبولانس خورشیدی جهان را در مناطق روستایی کنیا رونمایی کردند؛ آمبولانسی که برای رساندن خدمات درمانی و تجهیزات پزشکی به جوامع دورافتادهای طراحی شده است که دسترسی قابلاعتماد به برق یا سوخت ندارند.
در مجمعالجزایر سوالبارد در نروژ، انرژی خورشیدی همچنین به تامین برق یک ایستگاه سابق رادیویی دورافتاده کمک کرده است؛ مکانی که تنها با قایق یا بالگرد قابل دسترسی است و پیشتر به ژنراتورهای دیزلی متکی بود.
پروژههای دیگر نیز برای انرژی خورشیدی در زیرساختهای موجود جا پیدا کردهاند. در سوئیس، پنلهای خورشیدی نصبشده بین ریلهای راهآهن بدون اشغال زمین بیشتر برق تولید میکنند. این پنلها را میتوان برای انجام تعمیرات روی ریلها برداشت، و به این ترتیب خطوط آهن بدون ایجاد اختلال در خدمات، نقش نیروگاههای خورشیدی را نیز ایفا میکنند.
برق خورشیدی زیر آب میتواند مشکل دیگری را حل کند.
حسگرها، دوربینها و تجهیزات ارتباطی اقیانوسی ممکن است دور از منابع تامین برق کار کنند، اما وقتی باتری آنها تمام میشود، در نهایت باید از آب بیرون کشیده شوند.
پژوهشگران معتقدند فناوریای که آن را بررسی کردهاند میتواند منبعی پایدار برای تامین برق این نوع تجهیزات فراهم کند.
با این حال آنها ابتدا باید بفهمند پنلهایشان در اعماق بیشتر دریا چه میزان کارایی دارند. آنها میگویند گام بعدی، انجام همین آزمایشها و مشخص کردن این است که انرژی خورشیدی تا چه اندازه میتواند زیر امواج پیش برود.
۵۸۵۸
