لطالما كانت المساحة والتَّصميم المعماري العاملين الأكثر أهميَّةً في تطبيق الألواح الشمسية ولكن ومع هذه الألواح الجديدة الشفَّافة أصبحت هذه العبارة من الماضي وبات بإمكان نوافذنا العاديَّة أن تلتقط الطَّاقة الشَّمسيَّـة. لنـتعرَّف سوياً على هذه الألواح الجديدة.

تمكَّن فريقٌ من الباحثين في جامعة ولاية ميشيغن (Michigan State University) من تطوير ألواحٍ شمسيَّـةٍ شفَّافةٍ بالكامل، وهو ما يعدُّ تحوُّلاً كبيراً سيقود إلى تطبيقات عدَّة في العمارة إضافةً إلى مجالاتٍ أخرى كالأجهزة المحمولة وصناعة وسائل النقل الحديثة. وقد سبقها عدة محاولات للوصول إلى اختراع كهذا ولكنَّ النَّتائج لم تكن مرضية بسبب الكفاءة المنخفضة وجودة المواد الرَّديئة.
أكَّد فريق جامعة ولاية ميشيغن ((Michigan State University على عامل الشفافيَّة. حيث قاموا بتطوير مكثِّفٍ شمسيٍّ لامعٍ وشفَّافٍ (TLSC) يمكن وضعه على النَّافذة أو أي سطحٍ شفَّافٍ آخر. يستطيع المكثِّف حصد الطَّاقة الشَّمسيَّة دون التَّأثير على شفافيَّة السَّطح للضَّوء. تَستخدم هذه التكنولوجيا جزيئات عضويَّة قادرة على امتصاص الأمواج الضوئيَّة ذات الأطوال غير المرئيَّة للعين المجرَّدة، مثل الأشعة تحت الحمراء والفوق البنفسجيَّة.

Image: Photography: G.L. Kohuth
يظهر اللَّوح الشفَّاف في الصورة مع لاقط شمسي تقليدي في الخلفية الملوَّنة. تستطيع الألواح الجديدة LSC أن تولَّد الطَّاقة دون أن تكون مرئيَّة على النوافذ أو الأسطح الشفَّافة والفضل لجامعة ولاية ميشيغن، تصوير: G.L.Kouth

يقول الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الكيميائيَّة وعلوم المواد في كليَّة الهندسة في جامعة ولاية ميشيغن Richard Lunt: نستطيع ضبط هذه المواد لتلتقط أطوال أمواج الأشعة فوق البنفسجية و أطوال الأمواج القريبة من الأشعة تحت الحمراء والتي تتوهَّج لاحقاً على طول موجي آخر في الأشعة تحت الحمراء. تنتقل بعدها الأشعَّة الملتقطة إلى حافة اللَّوح حيث يتم تحويلها إلى طاقةٍ كهربائيَّةٍ بمساعدة أشرطةٍ رفيعةٍ من الخلايا الضوئيَّة الشَّمسيَّة.


Image: طالبة الدكتوراه في الهندسة الكيميائيَّة وعلوم المواد Yimu Zhao، مع الأستاذ المساعد في الهندسة الكيميائيَّة وعلوم المواد Richard Lunt ، تصوير: G.L.kohuth

سيستفاد من هذا التطوُّر بالشَّكل الأكبر بتطبيقه على واجهات المباني، بما أنَّ مساحة الواجهات العموديَّة للمباني أكبر من مساحة أسطحها، خاصَّةً في الأبراج الزُّجاجية، حينها سيصبح حصد الطَّاقة الشَّمسية أكثر جمالاً وفعاليةً وبدون تقديم تنازلاتٍ على مستوى التَّصميم المعماري، كما أنَّه سيمكننا تطبيق هذه التكنولوجيا على المباني القديمة بسهولةٍ كبيرة.
يعمل الفريق حاليَّاً على تحسين كفاءة إنتاج الطاقة التي تصل لـ 1%، والهدف هو الوصول لما يزيد عن 5%. فإذا نجح هذا التَّطوير فإنَّه سيكون كما ذكرنا سابقاً حجر أساس لعددٍ كبيرٍ جدَّاً من التطبيقات. يضمُّ فريق بحث جامعة ولاية ميشيغن مجموعة من الأعضاء من ضمنهم Yimu Zhao و Benjamin Levine و Garrett Meek.
لا بد أنَّ هذا الاختراع سيفتح أمام المعماريين الكثير من الأبواب فيما يتعلَّق باستغلال الطَّاقة الشَّمسية لزيادة فعاليَّة المبنى، خاصَّةَ أنَّ استخدامها لا يؤثِّر على أيٍّ من القرارات التصميميَّة المتعلِّقة بالشَّكل الخارجي للمبنى.



المستقبل أصبح واضحاً، فيديو من جامعة ولاية ميشيغن

المصدر:
هنا