ابتكار نوافذ تحوّل ضوء محيطها إلى كهرباء لتخفيض استهلاك الطاقة

اقترح فريق بحثي بجامعة ،”رايس” الأمريكية، الجيل التالي من تقنية تجميع الطاقة التي تعرف باسم المكثفات الشمسية المضيئة LSC، ويتم تجميعها عادةً عبر الألواح الشمسية.

وذكر موقع التكنولوجيا للأخبار العلمية، أن الفريق البحثي تمكن من تطوير حل ملون لهذه الألواح، ودمجها مع نوافذ المباني، حيث لا يمكنها حصد الطاقة الشمسية وحسب، بل وأيضا طاقة الإنارة من محيطها داخل المبنى، وتحويلها إلى كهرباء.

وصمم الباحثون نوافذ بمساحة 1 قدم مربع مع بوليمر يسمى poly -naphthalene-alt-vinylene PNV، يمتص ويبعث الضوء الأحمر، ومع تعديل مكوناته الجزيئية يمكن أن يكون قادراً على امتصاص الضوء في مجموعة متنوعة من الألوان.

ودمج الباحثون بوليمر PNV بين لوحي أكريليك شفافين، حيث تلك الطبقة الوسطى الرقيقة هي الخلطة السرية للابتكار، وتم تصميمها لامتصاص الضوء بطول موجي محدد، وتوجيهها إلى حواف الألواح المُبطنة مع الخلايا الشمسية.

ويستقبل بوليمر PNV الضوء من أي اتجاه ولكنه يقيد كيفية مغادرته، وتركيزه داخل الخلايا الشمسية التي تحولها إلى كهرباء.

وأوضح يلين لي، الباحث المشارك في المشروع، الذي بدأه كجزء من مسابقة حول تصميم زجاج ذكي، أن الحافز لهذا البحث لحل قضايا الطاقة في المباني عبر الألواح الشمسية، التي تستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية.

وأظهرت الاختبارات، أن ابتكار الباحثين نوافذ LSC، لا يتوقف عن العمل، حيث إنه يحوّل ضوء المحيط من مصابيح LED، داخل المبنى إلى كهرباء، أكثر كفاءةً من تحويل ضوء الشمس المباشر.

وذلك على الرغم من أن ضوء الشمس كان أقوى 100 مرةً، وأن الألواح الشمسية التجارية تُحوّل بشكل روتيني حوالي 20% من ضوء الشمس إلى كهرباء.

وأوضح الباحثون أن نوافذ LSC تحوّل كلاً من ضوء الشمس المباشر بكفاءة 2.9%، ومن ضوء LED المحيط بكفاءة 3.6%، إلى طاقة كهربائية.