مفاجأة.. يمكن تخزين الطاقة الشمسية لمدة تصل إلى 18 عامًا
إنتاج الكهرباء بغض النظر عن الطقس أو الوقت من اليوم أو الموسم أو الموقع الجغرافي
كتبت: حبيبة جمال
تم إرسال أشعة الشمس السويدية إلى الجانب الآخر من العالم وتحويلها إلى كهرباء في الصين
لا يقتصر التحدي الذي يواجهه العالم على إنتاج المزيد من الطاقة من مصادر متجددة، ولكن أيضًا في القدرة على تخزينها، حيث أعلن العلماء نتائج جديدة تكشف أنه يمكن الآن تخزين الطاقة الشمسية لمدة تصل إلى 18 عامًا، وذلك باستخدام نظام يسمى تخزين الطاقة الحرارية الشمسية الجزيئي (MOST) .
وطور باحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد وجامعة شنغهاي جياو تونغ في الصين شريحة فائقة الرقة لتكون بمثابة مولد كهربائي حراري.
يوضح قائد البحث كاسبر موث بولسن ، الأستاذ في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية في تشالمرز، أن هذه طريقة جديدة جذريًا لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، هذا يعني أنه يمكننا استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء بغض النظر عن الطقس أو الوقت من اليوم أو الموسم أو الموقع الجغرافي”.
ويضيف: “أنا متحمس جدًا لهذا العمل”، “نأمل مع التطوير المستقبلي أن يكون هذا جزءًا مهمًا في نظام الطاقة في المستقبل.”
يستخدم نظام MOST جزئيًا مصممًا خصيصًا يتفاعل مع ضوء الشمس من أجل التقاط طاقة الشمس، وذلك بعد تحميلها بالطاقة الشمسية في السويد، حيث أرسلتها جامعة تشالمرز إلى زملائهم في شنغهاي حيث تمكنوا من تحويلها إلى كهرباء.
وقال بيان صادر عن جامعة تشالمرز: “بشكل أساسي، تم إرسال أشعة الشمس السويدية إلى الجانب الآخر من العالم وتحويلها إلى كهرباء في الصين”.
ويأمل الباحثون أن تؤدي هذه التقنية إلى إلكترونيات ذاتية الشحن تستخدم الطاقة الشمسية المخزنة عند الطلب، بالإضافة إلى امتلاك القدرة على تحويل إنتاج الطاقة المتجددة والخالية من الانبعاثات.
مزيد من البحث والتطوير
وهناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير قبل أن يمكن تنفيذ النظام على نطاق واسع، حسب اعتقاد جامعة تشالمرز أنه قد جذب بالفعل “اهتمامًا كبيرًا في جميع أنحاء العالم”، عند تقديمه في مرحلته المبكرة.
يُطلق المحفز الطاقة المحفوظة كحرارة أثناء إعادة الجزيء إلى شكله الأصلي ، ويكون جاهزًا للاستخدام مرة أخرى.
على مر السنين، صقل الباحثون النظام لدرجة أنه أصبح من الممكن الآن تخزين الطاقة لمدة 18 عامًا مذهلة، رقاقة “فائقة الرقة” تحول الطاقة الشمسية المخزنة إلى كهرباء
كما هو مفصل في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Cell Reports Physical Science، الشهر الماضي، فإن هذا النموذج قد اتخذ الآن خطوة إلى الأمام.
وقال سيانج وانج، من جامعة تشالمرز: “المولد عبارة عن شريحة رفيعة جدًا يمكن دمجها في الإلكترونيات، مثل سماعات الرأس، والساعات الذكية، والهواتف”، وأضاف “حتى الآن، قمنا بتوليد كميات صغيرة فقط من الكهرباء، لكن النتائج الجديدة تظهر أن المفهوم يعمل حقًا، حيث يبدو واعدًا جدًا “.
يمكن للجهاز أن يحل محل البطاريات والخلايا الشمسية، ويضبط الطريقة التي نستخدم بها طاقة الشمس الوفيرة.
الطاقة الشمسية المخزنة
تكمن أهمية هذا النظام الدائري المغلق، في أنه يعمل دون التسبب في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مما يعني أنه يتمتع بإمكانات كبيرة للاستخدام مع الطاقة المتجددة.
يوضح أحدث تقرير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، أننا بحاجة إلى تكثيف مصادر الطاقة المتجددة والابتعاد عن الوقود الأحفوري بشكل أسرع بكثير لتأمين مستقبل مناخي آمن.
في حين أن التقدم الكبير في الطاقة الشمسية مثل هذا يعطي سببًا للأمل، يحذر العلماء من أن الأمر سيستغرق بعض الوقت حتى يتم دمج التكنولوجيا في حياتنا. لاحظوا أنه لا يزال هناك الكثير من البحث والتطوير قبل أن نتمكن من شحن أجهزتنا التقنية أو تدفئة منازلنا باستخدام الطاقة الشمسية المخزنة في النظام.
الحاجة إلى أنظمة فعالة واقتصادية
في المستقبل، ستكون هناك حاجة أيضًا إلى أنظمة فعالة واقتصادية لإدارة كميات صغيرة من الطاقة، بشكل سريع وبأقل تأثير بيئي مُمكن. تشارك سويسرا في مبادرة البحث الأوروبية Battery 2030+ التي تهدف إلى تحسين فترة الصلاحية والكثافة الطاقية لبطاريات أَيُون اَلْلِيثْيُوم العادية، بما يسمح لاحقا بالتقليل من استخدام المعادن النادرة.
في معرض شرحه لدور سويسرا، يقول كورسين باتّاليا، الخبير في المختبر الفدرالي لعلوم وتكنولوجيا المواد: “سواء تعلق الأمر بالمواد، أو بتكامل الخلايا، أو بالإلكترونيات، أو بأنظمة إدارة البطاريات، أو بإعادة التدوير والتخزين المتنقل أو الثابت، هناك العديد من الشركات في سويسرا التي تنشط في القطاع، أو حتى شركات رائدة على مستوى العالم”.
يُمكن أيضًا تحويل فائض الكهرباء إلى مصادر طاقة سائلة أو غازية. على سبيل المثال، تتيح التقنيات المعروفة باسم “power-to-x” إمكانية استخدام كهرباء محطة طاقة شمسية أو مزرعة رياح لإنتاج الهيدروجين ثم غاز الميثان. ويمكن تخزين هذين العنصرين لفترة طويلة واستخدامهما كوقود.
ووفقا لإحصائيات الوكالة الدولية للطاقة الجديدة، فحوالي 30% من طاقة الكهرباء المُنتجة في العالم من الشمس والرياح والماء ومصادر أخرى مُستدامة، في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت الحصة حوالي 20%، وتتوقع الوكالة الدولية للطاقة أنه سيتم بحلول عام 2050 توليد ما يقرب من 90%من الكهرباء من مصادر خضراء.
