طوّر باحثون دوليون نوعًا جديدًا من وحدات الطاقة الشمسية يمكنها إنتاج الكهرباء والحرارة من أشعة الشمس. تستخدم الوحدة مرآة منحنية لتركيز ضوء الشمس على صف من الخلايا الكهروضوئية التي تحول الضوء إلى كهرباء. ثم يتم تحويل الحرارة الزائدة من الخلايا إلى سائل يمكن استخدامه للتدفئة أو التبريد.
تم تصميم هذه الوحدات الوحدات من قبل آرمن بوخرويثنر “Armin Buchroithner” وزملائه في جامعة غراتس للتكنولوجيا. تعود فكرة هذه التقنية إلى سبعينيات القرن الماضي ولكن يحالفها النجاح بسبب التكاليف المرتفعة والصعوبات التقنية. في حين تمكن الباحثون من التغلّب على هذه العقبات من خلال إدخال ثلاث ابتكارات رئيسية في مشروعهم ECOSun. والذي يرمز إلى “الجيل المشترك الاقتصادي باستخدام تركيز أشعة الشمس بفعالية”.
مقال ذو صلة: تطوير خلايا شمسية مرنة أرق من الورق
كيف تعمل هذه الوحدة؟
الابتكار الأول يستخدم خلايا شمسية من السيليكون تتميز بكفاءتها العالية وكلفتها المنخفضة. وقد تم تطويرها بالتعاون مع مركز الأبحاث التركي GÜNAM. حيث يمكن لهذه الخلايا تحمّل درجات الحرارة المرتفعة لأشعة الشمس المركزة، والتي تكثّفت بمقدار 60 إلى 120 مرة بواسطة مرآة الحوض المكافئ.
بينما يعتمد الابتكار الآخر على “المرآة”، والتي قام شريك المشروع IMK Solarmirrotec بتصنيعها. إذ تم صنعها باستخدام أساليب إنتاج صناعية مثل تقنية القولبة بالحقن، مما يقلل التكاليف ويزيد من كفاءة الوحدة.
أما الابتكار الثالث فتقوم فكرته على تحسين نظام التبريد، مما يسمح باستخدام الحرارة الزائدة من الخلايا الشمسية في تطبيقات متنوعة. مثل التدفئة والتبريد المحايدة للمناخ للمباني أو العمليات الصناعية، على سبيل المثال، في صناعة الأغذية أو النسيج. فيما يتم نقل الحرارة إلى سائل يتدفق على طول ظهر الخلايا في نظام من الأنابيب ويمكن تخزينه أو توزيعه حسب الحاجة.
مقال ذو صلة: ما هي أهم شركات الطاقة المتجددة في العالم؟
فوائد الابتكار
وفقًا ل”Buchroithner”،” يمكن لهذا النهج أن يساهم بشكل كبير في التحول في مجال الطاقة، حيث يقدم حلًا مستدامًا ونظيفًا ومستقلًا لتزويد الكهرباء والحرارة”. كما يضيف، “يمكن استخدام هذه الوحدات في المناطق المشمسة مثل إسبانيا أو الخليج العربي، حيث تعمل محطات الطاقة الشمسية ذات المرآة البارابولية بالفعل. بالإضافة الى استخدامها في مناطق أخرى، مثل النمسا، حيث يمكنها استبدال الوقود الأحفوري في العمليات الصناعية.
