تطوير خلية شمسية لتوليد الكهرباء ليلا

طور فريق مهندسين من جامعة ستانفورد الأمريكية، خلية شمسية قادرة على توليد الكهرباء أثناء الليل من خلال الفارق الحراري بين درجات الحرارة، ويتوقع أن يصبح الجهاز واحدا من مصادر الطاقة المتجددة في المستقبل.

ويشتمل جهاز الخلية الشمسية، بحسب ما نشرت مجلة "أبلايد فيزيكس ليترز"، على مولد كهربائي حراري يمكنه استخلاص الكهرباء من الاختلاف الطفيف في درجة الحرارة بين الهواء المحيط والخلية الشمسية نفسها.

وعمل 3 مهندسين من الجامعة الأمريكية، على بناء خلية كهروضوئية تعمل على استخلاص الطاقة من البيئة أثناء النهار والليل، وبالتالي تجنب الحاجة إلى البطاريات، بحسب صحيفة "الإسبانيول" الإسبانية.

ويستفيد الجهاز من الحرارة التي تتسرب من الأرض إلى الغلاف الجوي أثناء الليل، وهي طاقة في نفس الترتيب من حيث حجم الإشعاع الشمسي الوارد أثناء النهار.

ويستخدم الجهاز، الذي في قيد التطوير حاليا، وحدة كهروحرارية لتوليد الجهد الكهربائي والتيار من الاختلاف الحراري بين الخلية والهواء، بسبب التصميم الحراري للنظام، الذي يتضمن جانبا ساخنا وآخر باردا.

والكهرباء المُولدة في الليل بهذه الطريقة أقل بكثير من تلك المتولدة أثناء النهار عن طريق الإشعاع الشمسي، لكنها بالرغم من ذلك كافية لتوفير الإضاءة للمنزل.

ويعد تركيب الجهاز وتثبيته على الألواح الشمسية عملية غير مُكلفة، ومن حيث المبدأ، يمكن بسهولة دمج الجهاز في الخلايا الشمسية الموجودة بالفعل، إلى جانب تصميمها البسيط، الذي يجعلها سهلة التصنيع بموارد محدودة ومتوفرة في المواقع النائية.

وقال سيد أساوراريت، أحد المهندسين في المشروع، إنه "مع إجراء بعض التحسينات يمكن أن يولد الجهاز ضعف هذه الكمية من الكهرباء، ومن المحتمل أن يكون متوسط الكهرباء المنتجة واحدا أو اثنين واط لكل متر مربع، وهي كمية ليست ضخمة، لكن هناك الكثير من التطبيقات التي يكون فيها هذا النوع من الطاقة الليلية مفيدا جدا".

وبدأ الباحثون العمل على الجهاز أثناء جائحة كورونا، لكن لم يحصلوا على الأرقام التي توقعوها، إذ واجهوا مشكلة غير متوقعة، وهي أن الخلية الشمسية في الواقع ليست موصلة جيدة للحرارة، ولإصلاح هذه المشكلة قام المهندسون بتوصيل الخلية مباشرة بلوحة ألمنيوم، الذي يوصل الطاقة بشكل أكثر كفاءة.