العلم يمكن أن يضاعف المكاسب الشمسية

يمكن للعلم مضاعفة المكاسب الشمسيةv

يمكن أن ينتج عن ضوء الشمس طاقة أكثر بكثير باستخدام تقنية جديدة. الصورة: مارتي فيني على Unsplash

لقد وجد الباحثون ثلاث طرق جديدة لمضاعفة أرباح الطاقة الشمسية ، مما يجعل عمل الشمس أكثر صعوبة وتوفير المزيد للاقتصاد المتجدد.

مادة جديدة وشفافة مصنوعة من السيليكا والهواء بقليل يمكن أن تضاعف المكاسب الشمسية ، وتجمع الحرارة الشمسية و رفع درجات الحرارة إلى 200 ° C، تقديم طرق جديدة لتدفئة المنازل أو عمليات الطاقة الصناعية.

ويعتقد باحثون آخرون في نفس المدينة الأمريكية أنهم قد يكونون على الطريق الصحيح لتوصيل المزيد من الكهرباء من الخلايا الشمسية. وجدوه طريقة لجعل فوتون واحد من الضوء لا يزيح إلكترونًا واحدًا بل إثنين.

أظهر فريق ثالث في المملكة العربية السعودية الآن أن صفيفاتها الشمسية لا يمكنها توليد الطاقة الكهربائية فحسب: بل يمكنها أيضًا توليدها تحويل مياه البحر إلى مياه الشرب العذبة في الوقت نفسه.

جميع التقنيات الثلاث هي في مرحلة المختبر. الثلاثة جميعهم بعيدون عن الاستغلال التجاري على أي نطاق. لكن الثلاثة جميعهم يمثلون أيضًا مظاهر براعة وخيال غير عاديين في مختبرات العالم ، حيث يبحث العلماء عن طرق جديدة للتصدي لتحدي الطاقة في عالم خالٍ من الكربون ، وتوفير المزيد من الطاقة دون رفع درجات حرارة الكواكب إلى مستويات خطرة.

الباحثون يعملون على طرق ل تحويل ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى وقود، إلى منازل دافئة وخفيفة مع خشب شفاف، إلى توليد الطاقة من خطى و ل حصاد الطاقة الكهربائية من التبخر.

طفرة الشمسية

تستفيد جميع أحدث ثلاثة أشكال من ضوء الشمس بطرق مختلفة ، وتستخدم مواد جديدة لزيادة مستويات الكفاءة.

تقرير الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية أكس نانو أنهم طوروا مادة عازلة شفافة 95٪.

إن airgel عبارة عن رغوة مصنوعة من السيليكا وتُجمع مع بعضها ليس مع الماء بل بالهواء. هذه الأقمشة الرائعة موجودة منذ عقود - وكالة الفضاء الأمريكية وقد ناسا تجريب معهم - وعلى الرغم من أن هذه الهياكل غير المحتملة لها خصائص عازلة لا تضاهى ، إلا أنها كانت تتمتع بشفافية محدودة حتى الآن.

طور الباحثون نسخة خفيفة الوزن وواضحة لدرجة أنها غير مرئية. يمر الضوء وينتج عنه حرارة - لكن الحرارة لا يمكن أن تفلت ، وتتراكم في نظام مجمّع شمسي سلبي مصنوع من مواد مظلمة تمتص الضوء. تمكن جهاز اختبار على سطح مباني معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خلال فصل الشتاء المتجمد في ولاية ماساتشوستس من رفع درجات حرارة 220 ° C.

كاسر القوانين

علماء آخرون في نفس المؤسسة تقرير في المجلة طبيعة أن خليتها الشمسية الجديدة التي تعمل بكامل طاقتها يبدو أنها تخرق أحد قواعد الفيزياء: حتى الآن ، فإن أي خلية شمسية تقليدية قائمة على السيليكون مقيدة بحساب بسيط. يستغرق فوتون واحد من الضوء لإزاحة إلكترون واحد وإعداد تيار.

لهذا السبب ، فإن الحد الأقصى للكفاءة النظرية للخلية الشمسية هو 29.1٪. لكن فريقًا متخصصًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يجرّب مجموعة جديدة من المواد تسمى الإكسيتونات ، والأقمشة الموجودة في حالة مثيرة ، وتسمح لحزم الطاقة بالانتشار أو الجمع أو الانقسام.

وفي آخر التجارب ، يمتص طلاء المواد الخارجة ، فقط 10 من المليارات من السماكة ، لخلية السيليكون فوتون من الضوء ، لتكوين إكسيتون ينقسم بعد ذلك إلى اثنين آخرين.

يبدو هذا البحث بسيطًا ، لكنه أبقى علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مشغولين لسنوات قبل أن يجدوا وسيلة لنقل الطاقة الإضافية إلى الخلية الشمسية السيليكونية ، ووضع إلكترونين في حركة من حزمة واحدة من أشعة الشمس.

"هذه الإستراتيجية ... لديها القدرة على تحويل محطة لتوليد الكهرباء من مستهلك للمياه بطريقة أخرى إلى منتج للمياه العذبة"

لذلك ، من الناحية النظرية ، يمكن للسطح الجديد الشاحن التوربيني أن يأخذ أقصى كفاءة للخلية الشمسية إلى ما يتجاوز 35٪. في الممارسة العملية ، يمكن أن يكون التطبيق التجاري سنوات بعيدا.

لكن فريقًا من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية قد ربط بين الخلايا الكهروضوئية وتكنولوجيا الأغشية المتقدمة لحل مشكلتين في وقت واحد.

توليد الطاقة هو عملية جشعة للمياه: في أوروبا والولايات المتحدة ، نصف استخدام المياه في خدمة إنتاج الطاقة. تحلية المياه - عملية تقطير المياه العذبة من محلول ملحي - هي عملية متعطشة للسلطة. في الدول العربية ، تستهلك صناعة المياه العذبة أكثر من 15٪ من إجمالي الكهرباء الوطنية.

تقرير الفريق السعودي طبيعة الاتصالات أنهم تمكنوا من الجمع بين اثنين من التقنيات التي تعمل بالطاقة الشمسية في عملية واحدة.

استغلال الحرارة

لقد صمموا وحدة تقطير غشائية من ثلاث مراحل مثبتة على الجزء الخلفي من لوحة كهروضوئية بحيث يتم استخدام الحرارة التي تتبدد عادة بواسطة اللوحة لتبخير الماء. يتمتع الجهاز بكفاءة خلية شمسية تجارية كاملة ، ولكنه يصنع مياهًا نظيفة بمعدل أعلى من معظم الأجهزة الموجودة. الحيلة هي استغلال الحرارة المهدرة عادة في توليد الطاقة الكهروضوئية لقيادة طريقة تتطلب الطاقة لزيادة إمدادات المياه العذبة.

يقول الباحثون إن 2025 ، سيولد العالم 969 Gigawatts من الخلايا الكهروضوئية التي تنتشر عبر 4 مليار متر مربع من الأرض. يفترضون أنه ستكون هناك أيام 200 كل عام مع مستويات مناسبة من ضوء الشمس. يصنعون ما يسمونه افتراضًا محافظًا بأن صفائفهم الجديدة يمكن أن توفر المياه العذبة من المياه المالحة أو الهائلة أو مياه البحر بمعدل 5 كيلوغرام لكل متر مربع يوميًا.

في الأماكن التي لا تشكل فيها إمدادات المياه مشكلة ، يمكن استخدام فائض المياه لغسل الغبار من المصفوفات الشمسية ، أو لري المحاصيل. إذا كانت كل هذه الصفائف الشمسية مزودة بدعم جديد للأغشية ، فإنها يمكن أن تنتج أيضًا 4 مليار متر مكعب من المياه العذبة يوميًا. يمثل 10٪ من إجمالي مياه الشرب التي تم بلعها في 2017.

يقول العلماء إن هذه الإستراتيجية لديها القدرة على "تحويل محطة لتوليد الكهرباء من مستهلك للمياه بطريقة أخرى إلى منتج للمياه العذبة." - شبكة أخبار المناخ

عن المؤلف

تيم رادفورد ، صحفي مستقلتيم رادفورد صحافي مستقل. كان يعمل ل The Guardian ل32 عاما، لتصبح (من بين أمور أخرى) خطابات رئيس التحرير، محرر الفنون، المحرر الأدبي ورئيس تحرير العلم. فاز رابطة كتاب العلوم البريطاني جائزة للكاتب العلوم من السنة أربع مرات. خدم في لجنة المملكة المتحدة لل العقد الدولي للحد من الكوارث الطبيعية. وقد ألقى محاضرات عن العلوم والإعلام في عشرات المدن البريطانية والأجنبية. 

العلوم التي غيرت العالم: القصة غير المروية لثورة 1960s الأخرىكتاب بهذا المؤلف:

العلوم التي غيرت العالم: القصة غير المروية لثورة 1960s الأخرى
تيم رادفورد.

انقر هنا للحصول على مزيد من المعلومات و / أو لطلب هذا الكتاب على الأمازون. (كتاب أوقد)

هذه المادة ظهرت في الأصل على شبكة أخبار المناخ

كتب ذات صلة

السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي

بول هوكين وتوم شتاير
9780143130444في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون

تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون

هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
1610919564مع آثار تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية ليست أقل من إلحاح. إنه تحد شاق ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لمواجهته موجودة اليوم. يمكن لمجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، المصممة والمنفذة بشكل جيد ، أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذلك يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. نهج مقاس واحد يناسب الجميع لن ينجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسات إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها أكبر تأثير على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات جيدًا. متاح في أمازون

هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ

بواسطة نعومي كلاين
1451697392In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةرمز youtubeرمز الانستغرامرمز pintrestأيقونة آر إس إس

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

أحدث الفيديوهات

بدأت الهجرة المناخية الكبرى
بدأت الهجرة المناخية الكبرى
by معلن
تجبر أزمة المناخ الآلاف حول العالم على الفرار حيث أصبحت منازلهم غير صالحة للسكن بشكل متزايد.
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
by آلان وليامز ، وآخرون
يذكر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أنه بدون انخفاض كبير ...
ظلت الأرض صالحة للسكنى لمليارات السنين - بالضبط ما مدى حظنا؟
ظلت الأرض صالحة للسكنى لمليارات السنين - بالضبط ما مدى حظنا؟
by توبي تيريل
استغرق التطور 3 أو 4 بلايين سنة لإنتاج الإنسان العاقل Homo sapiens. إذا كان المناخ قد فشل مرة واحدة فقط في ذلك ...
كيف يمكن لرسم خرائط الطقس قبل 12,000 عام أن يساعد في التنبؤ بتغير المناخ في المستقبل
كيف يمكن لرسم خرائط الطقس قبل 12,000 عام أن يساعد في التنبؤ بتغير المناخ في المستقبل
by برايس ريا
تميزت نهاية العصر الجليدي الأخير ، منذ حوالي 12,000 عام ، بمرحلة باردة نهائية تسمى أصغر درياس. ...
من المقرر أن ينخفض ​​بحر قزوين بمقدار 9 أمتار أو أكثر هذا القرن
من المقرر أن ينخفض ​​بحر قزوين بمقدار 9 أمتار أو أكثر هذا القرن
by فرانك ويسلينج وماتيو لاتوادا
تخيل أنك على الساحل وتطل على البحر. أمامك 100 متر من الرمال القاحلة التي تبدو وكأنها ...
كانت كوكب الزهرة شبيهة بالأرض مرة أخرى ، لكن تغير المناخ جعلها غير صالحة للسكن
كانت كوكب الزهرة شبيهة بالأرض مرة أخرى ، لكن تغير المناخ جعلها غير صالحة للسكن
by ريتشارد ارنست
يمكننا تعلم الكثير عن تغير المناخ من كوكب الزهرة ، كوكبنا الشقيق. تبلغ درجة حرارة سطح الزهرة حاليًا ...
خمسة معتقدات مناخية: دورة مكثفة في التضليل المناخي
المعتقدات المناخية الخمسة: دورة مكثفة في التضليل المناخي
by جون كوك
هذا الفيديو عبارة عن دورة تدريبية مكثفة في المعلومات الخاطئة عن المناخ ، ويلخص الحجج الرئيسية المستخدمة للتشكيك في الواقع ...
لم يكن القطب الشمالي دافئًا على هذا النحو لمدة 3 ملايين عام وهذا يعني تغييرات كبيرة للكوكب
لم يكن القطب الشمالي دافئًا على هذا النحو لمدة 3 ملايين عام وهذا يعني تغييرات كبيرة للكوكب
by جولي بريغهام جريت وستيف بيتش
في كل عام ، يتقلص الغطاء الجليدي البحري في المحيط المتجمد الشمالي إلى نقطة منخفضة في منتصف سبتمبر. هذا العام يقيس 1.44 فقط ...

أحدث المقالات

الطاقة الخضراء 2 3
أربع فرص للهيدروجين الأخضر للغرب الأوسط
by كريستيان تاي
لتجنب أزمة المناخ ، سيحتاج الغرب الأوسط ، مثل بقية البلاد ، إلى إزالة الكربون من اقتصادها بالكامل عن طريق ...
ug83qrfw
حاجز رئيسي أمام طلب الاستجابة يحتاج إلى إنهاء
by جون مور على الأرض
إذا فعل المنظمون الفيدراليون الشيء الصحيح ، فقد يتمكن عملاء الكهرباء في الغرب الأوسط قريبًا من كسب المال بينما ...
الأشجار للزراعة من أجل المناخ 2
ازرع هذه الأشجار لتحسين حياة المدينة
by مايك وليامز رايس
توصلت دراسة جديدة إلى أن أشجار البلوط الحية والجميز الأمريكي أبطال من بين 17 "شجرة خارقة" من شأنها أن تساعد في جعل المدن ...
قاع البحر الشمالي
لماذا يجب أن نفهم جيولوجيا قاع البحار لتسخير الرياح
by ناتاشا بارلو ، أستاذ مشارك في التغيير البيئي الرباعي ، جامعة ليدز
بالنسبة إلى أي بلد ينعم بسهولة الوصول إلى بحر الشمال الضحل والرياح ، ستكون الرياح البحرية مفتاحًا للالتقاء بشبكة ...
3 دروس حرائق الغابات لمدن الغابات بينما دمر ديكسي فاير مدينة جرينفيل التاريخية ، كاليفورنيا
3 دروس حرائق الغابات لمدن الغابات بينما دمر ديكسي فاير مدينة جرينفيل التاريخية ، كاليفورنيا
by بارت جونسون ، أستاذ هندسة المناظر الطبيعية ، جامعة أوريغون
اجتاح حريق هائل في غابة جبلية حارة وجافة مدينة جولد راش في جرينفيل ، كاليفورنيا ، في 4 أغسطس ، ...
يمكن للصين تحقيق أهداف الطاقة والمناخ التي تحد من طاقة الفحم
يمكن للصين تحقيق أهداف الطاقة والمناخ التي تحد من طاقة الفحم
by ألفين لين
في قمة المناخ للزعيم في أبريل ، تعهد شي جين بينغ بأن الصين "ستسيطر بصرامة على الطاقة التي تعمل بالفحم ...
المياه الزرقاء محاطة بالعشب الأبيض الميت
خريطة تتتبع 30 عامًا من الذوبان الشديد للثلوج في جميع أنحاء الولايات المتحدة
by ميكايلا ميس أريزونا
توضح خريطة جديدة لأحداث ذوبان الجليد الشديد على مدى الثلاثين عامًا الماضية العمليات التي تؤدي إلى الذوبان السريع.
طائرة تسقط مثبطات حريق حمراء على حريق غابة بينما ينظر رجال الإطفاء المتوقفون على طول الطريق إلى السماء البرتقالية
يتوقع النموذج اندلاع حرائق الغابات لمدة 10 سنوات ، ثم انخفاض تدريجي
by هانا هيكي يو. واشنطن
تتنبأ نظرة على مستقبل حرائق الغابات على المدى الطويل بحدوث انفجار أولي لنشاط حرائق الغابات لمدة عقد تقريبًا ، ...

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

مواقف جديدة - إمكانيات جديدة

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf سوق
حقوق التأليف والنشر © 1985 - 2021 إينيرسيلف المنشورات. كل الحقوق محفوظة.