الغبار لم يعد عائقاً.. للخلايا الشمسية

المقال

اندهشت عندما ذهبت الى أحد السوبرماركات ورأيت مجموعة من المصابيح معروضة للبيع ولكنها بدون وصلات كهربائية وإلا مكتوب عليها تعمل بالطاقة الشمسيةSolar Energy، اشتريت واحدة منها من أجل تجربتها بسعر 16 ريالا فقط، ثم غرستها في حديقة منزلي خلال النهار وما جاء الليل إلا ورأيت أنوار الطيف تشع بهاء انها فعلاً جميلة ومدهشة، فقررت شراء المزيد منها لأغرسها في نفس الحديقة لتعطي إضاءة جميلة ومتناسقة فلم استشعر حرارة تنبعث من هذه المصابيح ولم اشم رائحة وقد مضى أكثر من شهر عليها وهى مازالت تعمل وبدون تكلفة. انها الطاقة الشمسية دول تقدمت وأصبحت تنتج الطاقة الشمسية بل تصدر مصابيحها وأجهزتها، ودول تأخرت ونحن منها فمازلنا نستهلك أكثر من 4 ملايين برميل يوميا وبمعدل نمو 7% سنوياً وبتكلفة أكثر من 153 مليار سنوياً معظمها تذهب إلى إنتاج الطاقة الكهربائية والمياه المحلاة، فمتى نشعر بذنب عدم استغلال الطاقة الشمسيه بشكل أوسع لإنارة شوارعنا وتحفيز المواطن على استعمال الخلايا الشمسية ومنتجي الكهرباء والمياه بتخزين الطاقة الشمسية في الرمال نهاراً واستعمالها ليلاً حتى تستمر الطاقة الجديدة لسد حاجاتنا من الطاقة.
إن الموارد المتضائلة «الناضبة» لمصادر الطاقة التقليدية تجعل الطاقة المتجددة والنظيفة موضوعاً مثيراً ومتزايد الأهمية للبحوث العلمية في إيجاد أشكال جديدة وخضراء لإنتاج الطاقة، حيث إن الخلايا الشمسية القائمة على السليكون ليست ذات كفاءة عالية في تكلفتها ليس فقط في النظام نفسه، ولكن أيضاً في تكلفة التركيب والصيانة كما يمكن أن تكون. حالياً العلماء يتفحصون خلايا شمسية جديدة مصنوعة من مواد عضوية تحتوي على أقطاب كهربائية مرنة وشفافة على حد سواء، تمكن الخلايا الشمسية بالعمل بتكلفة منخفضة. هذه الخلايا الجديدة ستكون مغطاة بطبقة «طلاء-Coating» مضادة للغبار لتحسين كفاءة استخدامها في حين تخفض تكاليف التشغيل والصيانة، وتفاديا للآثار السلبية للبيئية، حيث إن تراكم الغبار والرمال على عاكس الطاقة الشمسية والخلايا الضوئية واحدة من المشاكل التي تواجهها كفاءة تلك الطاقة في محطات الطاقة الشمسية، مما يحد من الانعكاسات الضوئية بنسبة 50% في غضون 14 يوماً.
إن هذا التطور الجديد يعتبر مضاداً أو تنظيفا ذاتيا، يعتمد على تقنية الطلاء «سوبيرهيدروفوبيك» التي أثبتت أنها فعالة في صد الماء والسوائل اللزجة، والجسيمات الأكثر صلابة وبأقل التكاليف، بينما المحطات الشمسية الحالية تقوم بالتنظيف اليدوي والفرشاة مع المياه والمنظفات، والذي يعتبر روتينا ذات كثافة عمالية إلى حد كبير ويزيد من تكاليف التشغيل والصيانة التي ترفع من تكلفة الطاقة الشمسية على المستهلكين، حيث ان تكلفة نظام نموذجي للخلايا الشمسية ينتج 5 كيلووات وتصل قيمته إلى 40 ألف دولار أي حوالي 25 سنتا لكل كيلوواط/ساعة.
ورغم هذا التقدم إلا أن هناك بعض التحديات المرتبطة بتطوير هذا الطلاء الشفاف، حيث يجب أن يكون سوبيرهيدروفوبيك لتقليل الحاجة للتنظيف المتكرر، وأن يكون التأثير على انتقال وتشتت الإشعاع الشمسي بين أطوال موجية 250-3000 ميل بحري»nm» عند الحد الأدنى أو حتى صفر. لذا يجب أن يكون الطلاء لا يزيد عن بضع مئات نانومتر سميكة، والجسيمات جزءا لا يتجزأ وتكون صغيرة جدا، وأن يكون أيضاً الطلاء خفيفاً للغاية ويتعرض دائما للبيئه، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية وتآكل الرمال، وذلك وفقا لمعايير الانبعاثات ومركب من جزيئات ومواد عضوية يمكن استخدامها بكل فعالية.
«إن مشاركتنا أو تبني مثل تلك البرامج.. يمكننا من التغلب على معوقات استخدام الطاقة الشمسيه لدينا ومنها كثرة الأغبرة».