الشمس تحت الماء؟.. ألواح شمسية تنجح في توليد الكهرباء على عمق 10 أمتار

A- A+

أعلن فريق من الباحثين الأسبوع الماضي عن تحقيق نجاح استثنائي في تشغيل ألواح شمسية على أعماق تحت الماء كانت تُعد سابقاً غير عملية لهذه التكنولوجيا. بحسب شبكة "يورونيوز".

وتتيح هذه الخطوة الباب أمام إمكانية تشغيل المعدات والمركبات البحرية لفترات طويلة دون الاعتماد الحصري على البطاريات، متجاوزةً بذلك نطاق الأبحاث السابقة التي اقتصرت على أعماق لا تتعدى مترين.

تكمن العقبة الرئيسية أمام توليد الطاقة الشمسية تحت الماء في التلاشي السريع لضوء الشمس، حيث تمتص المياه معظم أطيافه أو تبدده على عمق 10 أمتار. غير أن الباحثين استغلوا قدرة الأطوال الموجية للضوءين الأزرق والأخضر على النفاذ لأعماق أكبر، وطوّروا خلايا شمسية تعتمد على مادة "البيروفسكايت" بديل السيليكون القابل لامتصاص أطوال موجية محددة.

وفي الاختبارات المعملية التي حاكت ظروف عمق 10 أمتار، نجحت هذه الخلايا في تحويل نحو 35% من الضوء الواصل إليها إلى طاقة كهربائية.

خلال تجربة ميدانية استغرقت ساعتين قبالة جزر "ويتشو" في الساحل الجنوبي للصين، أثبتت الألواح كفاءتها الإجرائية، إذ أنتجت على عمق مترين، ولألواح بمساحة 115 سنتيمتراً مربعاً، نحو 1.416 مللي واط/ساعة خلال ساعتين (ما يعادل نصف سعة بطارية AA قابلة للشحن). أما على عمق 10 أمتار، فقد أنتجت الألواح 324 مللي واط/ساعة خلال ساعتين، وهي كمية تجاوزت توقعات الفريق البحثي.

كما أظهرت الاختبارات تراجعاً شبه معدوم في الأداء بعد 1,160 ساعة تحت ظروف مائية محاكاة. ووفقاً للباحثين، يُتوقع أن تعمل هذه الألواح بشكل متواصل على عمق 10 أمتار لمدة تصل إلى خمس سنوات ونصف السنة.

وأكد "وين-هوا جانغ"، مؤلف الدراسة من جامعة يونان ومدرسة جنوب غرب المتحدة للدراسات العليا في كونمينغ، أن هذا العمل يمثل أول إثبات عملي لوظيفة خلايا شمسية مغمورة على هذا العمق؛ ما يوسع نطاق تطبيقاتها بشكل كبير.

وتُسهم الطاقة الشمسية تحت الماء في حل معضلة استعادة المجسات البحرية والكاميرات ومعدات الاتصالات لشحن بطارياتها بشكل دوري، عبر توفير مصدر طاقة مستدام في الأعماق.

ويأتي هذا الابتكار في إطار توسع استخدامات الطاقة الشمسية بعيداً عن أسطح المنازل والمساحات المفتوحة، على غرار مشاريع عالمية حديثة، مثل إطلاق أول سيارة إسعاف تعمل بالطاقة الشمسية في مناطق ريفية بكينيا لنقل الرعاية الطبية للمجتمعات المعزولة، وتزويد محطة راديو معزولة في أرخبيل "سفالبارد" النرويجي بالكهرباء بدلاً من مولدات الديزل، فضلاً عن تركيب ألواح شمسية بين قضبان السكك الحديدية في سويسرا لتوليد الكهرباء دون استهلاك مساحات إضافية.

ويركز الفريق البحثي في خطوته المقبلة على اختبار كفاءة الألواح في أعماق أكبر تحت سطح البحر لتحديد الحدود القصوى للتكنولوجيا الجديدة.