خبر کامل
پوشش شفاف جدید: پنجره‌های معمولی به پنل‌های خورشیدی کارآمد تبدیل می‌شوند
پنجره‌های معمولی، نیروگاه‌های خورشیدی آینده: نوآوری چینی در تولید انرژی پاک
دانشمندان چینی موفق به توسعه یک پوشش شفاف انقلابی شده‌اند که می‌تواند هر پنجره معمولی را به یک پنل خورشیدی کارآمد تبدیل کند، بدون آنکه شفافیت و زیبایی‌شناسی آن تحت تأثیر قرار گیرد. این دستاورد مهم، گامی بزرگ در راستای گسترش انرژی سبز و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شود.
فناوری پیشگامانه دانشگاه نانجینگ
این فناوری نوین توسط تیمی از پژوهشگران دانشگاه نانجینگ چین توسعه یافته است. آنها پیش از این یک نمونه اولیه کوچک و کاربردی از این پوشش را ساخته‌اند که پتانسیل عظیمی برای تحول در تولید انرژی پاک دارد. اگر این نوآوری در مقیاس جهانی به کار گرفته شود، می‌تواند به طور چشمگیری به خودکفایی انرژی و کاهش انتشار کربن کمک کند.
عملکرد «متمرکزکننده خورشیدی پراش‌گونه بی‌رنگ و یک‌جهته» (CUSC)
این پوشش که با نام اختصاری CUSC شناخته می‌شود، با هدایت انتخابی برخی از فوتون‌های نور خورشید به کناره‌های پنل پنجره عمل می‌کند. در آنجا، سلول‌های فتوولتائیک نصب‌شده، این فوتون‌ها را به برق تبدیل می‌کنند، در حالی که بخش عمده نور همچنان از پنجره عبور کرده و شفافیت آن حفظ می‌شود.
«وی هو»، مهندس اپتیک، این طراحی را گامی رو به جلو در ادغام فناوری خورشیدی در محیط‌های ساخته شده بدون از دست دادن زیبایی‌شناسی می‌داند. او تأکید می‌کند که این یک استراتژی عملی و قابل مقیاس‌بندی برای کاهش کربن و خودکفایی انرژی است.
ویژگی‌های برجسته و کارایی
پوشش جدید از نظر شفافیت، مقیاس‌پذیری و کارایی، عملکردی بهتر از گزینه‌های موجود ارائه می‌دهد. این پوشش:
- اجازه عبور ۶۴.۲ درصد از نور مرئی را می‌دهد.
- دقت رنگ ۹۱.۳ درصدی را حفظ می‌کند.
این ماده از بلورهای مایع کلستریک (CLCs) ساخته شده است که خواص منحصر به فردی برای تعامل با نور دارند. با چیدمان لایه‌های مختلف این بلورها، پوشش قادر است تمام طیف نور را پوشش دهد. نکته کلیدی این است که تنها یک قطبش خاص از نور به دام افتاده و برای تبدیل به انرژی هدایت می‌شود، که این امر به پنجره اجازه می‌دهد تا عملکرد عادی خود را حفظ کند.
یکی از پژوهشگران پروژه توضیح می‌دهد: «ما با مهندسی ساختار لایه‌های بلور مایع کلستریک، سامانه‌ای ایجاد می‌کنیم که به طور انتخابی نور قطبیده دایره‌ای را پراش می‌دهد و آن را با زوایای تند به موج‌بر شیشه‌ای هدایت می‌کند.»
موج‌بر، ساختاری است که امواج الکترومغناطیسی یا صوتی را هدایت و منتقل می‌کند.
نتایج آزمایش‌ها و پتانسیل تولید انرژی
در آزمایش‌ها، کارایی این فناوری با استفاده از نور لیزر سبز، ۳۸.۱ درصد از انرژی موجود را جذب و تبدیل کرد که حداکثر پتانسیل آن را نشان می‌دهد. در شرایط واقع‌بینانه‌تر و با طیف کامل نور، کارایی کلی به ۱۸.۱ درصد رسید.
پژوهشگران پیش از این یک نمونه اولیه ۲.۵ سانتی‌متری از این پوشش را ساخته‌اند که قادر به تأمین برق یک فن کوچک است. اگر این فناوری به یک پنجره کامل تعمیم یابد، پتانسیل تولید مقدار قابل توجهی برق را خواهد داشت. این پوشش می‌تواند بدون نیاز به تغییرات عمده روی پنجره‌های معمولی اعمال شود و تیم امیدوار است که از نظر تجاری نیز قابل دوام باشد.
چالش‌ها و چشم‌انداز آینده
پژوهشگران خاطرنشان کرده‌اند که برای بهبود پایداری و فرآیند ساخت این پوشش، کارهای بیشتری باید انجام شود. همچنین، کارایی کلی تبدیل نیرو که در حال حاضر حدود ۳.۷ درصد از کل انرژی ورودی خورشیدی است، نیاز به بهبود دارد. آنها برای افزایش تولید، چندین بهبود در مواد و رویه‌ها را در نظر گرفته‌اند.
این مطالعه در مجله معتبر PhotoniX منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
