تقنية الطاقة الشمسية التقليدية تمتص ضوء الشمس لتقليل الجهد. الغريب أن بعض المواد قادرة على التحرك في الاتجاه المعاكس ، وتنتج الطاقة عن طريق إشعاع الحرارة في سماء الليل الباردة. عرضت مجموعة من المهندسين الأستراليين هذه النظرية عمليًا ، باستخدام تقنية شائعة الاستخدام في نظارات الرؤية الليلية لتوليد الطاقة.
حتى الآن ، لا ينتج النموذج الأولي سوى كمية صغيرة من الطاقة ومن غير المرجح أن يكون مصدرًا تنافسيًا للطاقة المتجددة ، ولكن جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا الكهروضوئية الحالية ، يمكنه استخدام كمية صغيرة من الطاقة التي توفرها الخلايا الشمسية للتبريد بعد فترة طويلة وساخنة يوم في العمل.
"الكهروضوئية ، التحويل المباشر لضوء الشمس إلى كهرباء ، هي عملية اصطناعية طورها البشر لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء" ، كما تقول فيبي بيرس ، عالمة الفيزياء بجامعة نيو ساوث ويلز. "بهذا المعنى ، فإن عملية الإشعاع الحراري مماثلة: نقوم بتحويل الطاقة المتدفقة في نطاق الأشعة تحت الحمراء من الأرض الدافئة إلى الكون البارد." من خلال إجبار الذرات في أي مادة على التأرجح مع الحرارة ، فإنك تتسبب في توليد إلكتروناتها نبضات منخفضة الطاقة من الإشعاع الكهرومغناطيسي على شكل ضوء الأشعة تحت الحمراء. بغض النظر عن مدى ضعف هذا الوميض الإلكتروني ، فإنه لا يزال قادرًا على بدء تيار بطيء من الكهرباء. كل ما هو مطلوب لهذا هو إشارة مرور إلكترونية أحادية الاتجاه تسمى الصمام الثنائي. يتكون الصمام الثنائي من التركيبة الصحيحة من العناصر ، ويمكنه تحريك الإلكترونات بينما يتخلى ببطء عن حرارته في بيئة أكثر برودة.
في هذه الحالة ، يتكون الصمام الثنائي من تيلورايد الزئبق والكادميوم (الزئبق الكادميوم تيلورايد (MCT)). تُستخدم بالفعل في الأجهزة التي تكتشف ضوء الأشعة تحت الحمراء ، وقدرة MCT على امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة وتحويلها إلى تيار مدروس جيدًا. ما لم يكن واضحًا تمامًا هو كيف يمكن استخدام هذه الحيلة بشكل فعال كمصدر فعلي للطاقة.
عند التسخين إلى حوالي 20 درجة مئوية ، أنتج أحد أجهزة الكشف الكهروضوئية MCT المختبرة كثافة طاقة تبلغ 2,26 مل لكل متر مربع. بالطبع ، هذا لا يكفي لغلي إبريق من الماء لتحضير قهوة الصباح. ستحتاج على الأرجح إلى لوحات MCT كافية لتغطية العديد من كتل المدينة لهذه المهمة الصغيرة. لكن هذا ليس هو الهدف حقًا ، نظرًا لأنه لا يزال من المبكر جدًا في هذا المجال الحديث عن نتيجة حقيقية ، وهناك إمكانية للتطور بشكل كبير في التكنولوجيا في المستقبل.
"في الوقت الحالي ، عرض الصمام الثنائي للإشعاع الحراري هو طاقة منخفضة للغاية. يقول الباحث الرئيسي نيد إكينز دوكس: "كان أحد التحديات في الواقع هو اكتشافه". لكن النظرية تقول أن التكنولوجيا يمكن أن تنتج في النهاية حوالي 1/10 من طاقة الخلية الشمسية. مع هذه الكفاءة ، قد يكون من المفيد نسج ثنائيات MCT في الشبكات الكهروضوئية النموذجية بحيث تستمر في شحن البطاريات لفترة طويلة بعد غروب الشمس.
لكي نكون واضحين ، فإن فكرة استخدام كوكب التبريد كمصدر لإشعاع منخفض الطاقة هو أمر أثار اهتمام المهندسين لبعض الوقت. أظهرت الطرق المختلفة نتائج مختلفة ، مع تكاليفها وفوائدها الخاصة. ومع ذلك ، من خلال اختبار حدود كل منها وضبط قدرتها على امتصاص المزيد من الأشعة تحت الحمراء ، يمكننا تطوير مجموعة من التقنيات القادرة على عصر كل قطرة من الطاقة من أي نوع من الحرارة المهدرة تقريبًا.
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
اقرأ أيضا:
- سلم Elon Musk الألواح الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة Tesla Powerwall إلى أوكرانيا
- الطاقة الشمسية أكثر ملاءمة لمستعمرات المريخ من الطاقة النووية