برای نخستین‌بار در تاریخ؛ تولید برق خورشیدی بدون نور آفتاب!

دانشمندان دانشگاه استنفورد در حوزه انرژی خورشیدی به دستاورد جالبی رسیده‌اند که می‌تواند آینده این صنعت را به چالش بکشد. پژوهشگران موفق شده‌اند مفهومی با عنوان «فوتوولتائیک سرد» را عملی کنند. این رویکرد برای تولید برق به نور خورشید وابسته نیست و به‌جای گرما از سرما بهره می‌برد.

سال‌ها انرژی خورشیدی با پنل‌های زیر تابش مستقیم نور آفتاب شناخته می‌شد. اما اکنون دانشمندان به‌دنبال حذف گرما به‌جای جذب بیشتر آن هستند.تحقیقات جدید نشان می‌دهد فناوری‌های فتوولتائیک ممکن است در آینده‌ای نزدیک فراگیر شوند.

استفاده از انرژی خورشیدی پیشینه‌ای نزدیک به 200 سال دارد و به کشف اثر فتوولتائیک بازمی‌گردد؛ پدیده‌ای که در آن نور به الکتریسیته تبدیل می‌شود. از سلول‌های آزمایشگاهی کوچک در قرن 19 تا نیروگاه‌های عظیم خورشیدی و سامانه‌های نصب‌شده روی پشت‌بام‌ها، این فناوری به یکی از مهم‌ترین منابع انرژی پاک تبدیل شده است.

برای دهه‌ها تصور می‌شد تنها عامل لازم برای تولید برق خورشیدی، تابش نور است. اما پژوهش‌های جدید این دیدگاه را تغییر داده‌اند. محققان در سال‌های اخیر موفق شده‌اند سامانه‌هایی توسعه دهند که به‌جای نور، از سرما برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

ساخت صفحات خورشیدی که به نور آفتاب نیازی ندارند

اساس این فناوری بر فرآیندی طبیعی به نام «سرمایش تابشی» استوار است. در این فرآیند، سطوحی که رو به آسمان باز قرار دارند گرمای خود را به فضای بیرونی منتقل می‌کنند و اختلاف دمای ایجادشده می‌تواند برای تولید برق به‌کار گرفته شود.

آزمایشگاه‌های Stanford پیش‌تر نمونه‌هایی را نمایش داده‌اند که در شب و بدون نور خورشید، تنها با اتکا به اثر سرمایش تابشی، برق تولید می‌کنند. اکنون یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی متشکل از پژوهشگرانی از کشورهایی مانند نیجریه، پاکستان و مالزی، این مفهوم را یک گام توسعه داده‌اند.

گرما همواره دشمن بازدهی پنل‌های خورشیدی بوده است. افزایش دما موجب افت راندمان سلول‌های فتوولتائیک می‌شود و مهندسان همواره به‌دنبال راه‌هایی برای مدیریت حرارت بوده‌اند. اکنون رویکرد جدید تنها به کنترل گرما محدود نمی‌شود، بلکه به‌صورت فعال آن را بدون مصرف انرژی اضافی به فضا منتقل می‌کند.

بر اساس گزارش ecoportal پژوهش منتشرشده در پایگاه ScienceDirect نشان می‌دهد ترکیب سرمایش تابشی با نسل‌های جدید سلول‌های خورشیدی می‌تواند نه‌تنها تلفات حرارتی را کاهش دهد بلکه عملکرد کلی سامانه را بهبود بخشد.

مواد پیشرفته سرمایش تابشی، ساختارهای فوتونیکی و پوشش‌های نوین قادرند دمای کاری ماژول‌های خورشیدی را حتی در زیر نور مستقیم خورشید کاهش دهند. این کاهش دما به افزایش راندمان و طول عمر پنل‌ها منجر می‌شود.

اگر فناوری سرمایش تابشی در مقیاس صنعتی توسعه یابد، پنل‌های خورشیدی نه‌تنها در برابر گرما مقاوم‌تر خواهند شد بلکه به‌طور فعال آن را دفع می‌کنند. این تغییر ظریف می‌تواند پیامدهای بزرگی برای افزایش بهره‌وری و دوام سامانه‌های خورشیدی داشته باشد.