الجهاز الذي يدمج الخلايا الشمسية والبطارية يمكن تخزين الكهرباء خارج الشبكة

استخدم العلماء في الولايات المتحدة والمملكة العربية السعودية قدرات كل من الخلايا الشمسية والبطارية في جهاز واحد - "بطارية تدفق الشمس" التي تمتص أشعة الشمس وتخزنها بكفاءة كطاقة كيميائية لاستخدامها لاحقًا عند الطلب. وأبحاثهم التي نشرت يوم 27 سبتمبر في مجلة كيم يمكن أن تجعل الوصول إلى الكهرباء أكثر سهولة في المناطق النائية من العالم.

يقول سونغ جين: "بالمقارنة مع أجهزة تحويل الطاقة الشمسية المنفصلة وأجهزة تخزين الطاقة الكهروكيميائية ، فإن الجمع بين وظائف الأجهزة المنفصلة في جهاز واحد ومتكامل يمكن أن يكون أسلوبًا أكثر كفاءة وقابلية للتوسع ومتكافئًا وفعالًا من حيث التكلفة لاستخدام الطاقة الشمسية". أستاذ الكيمياء في جامعة ويسكونسن ماديسون. طور جين وفريقه الجهاز بالتعاون مع Jr-Hau He ، أستاذ الهندسة الكهربائية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAUST) في المملكة العربية السعودية.

تحتوي بطارية التدفق الشمسي على ثلاثة أوضاع مختلفة. إذا كانت هناك حاجة للطاقة على الفور ، يمكن أن تعمل مثل خلية شمسية وتحويل أشعة الشمس على الفور إلى كهرباء. وبخلاف ذلك ، يمكن للجهاز امتصاص الطاقة الشمسية باليوم وتخزينها كطاقة كيميائية لإيصالها فيما بعد كالكهرباء عندما يسقط الليل أو تنبض السماء بالغيوم. يمكن أيضًا شحن الجهاز بالطاقة الكهربائية إذا لزم الأمر ، تمامًا مثل البطارية العادية. إن أحدث طراز لبطارية التدفق الشمسي الخاصة بالفريق قادر على تخزين وتوصيل الكهرباء من الطاقة الشمسية بكفاءة أكثر من أي جهاز مدمج آخر موجود حاليًا.

ولايزال تصنيع بطاريات التيار الشمسي الحالية باهظ التكلفة بالنسبة لأسواق العالم الحقيقي ، لكن جين يعتقد أن التصاميم الأبسط ، ومواد الخلايا الشمسية الرخيصة ، والتقدم التكنولوجي يمكن أن يساعد في خفض التكاليف في المستقبل. وعلى الرغم من أن النموذج الحالي يتميز بالكفاءة نسبياً ، إلا أن الفريق لديه خطط لزيادة تحسين تصميمه. بعض الجهد الحالي للجهاز لا يزال يضيع - وهذا يعني أن العلماء قد يحتاجون إلى تعديل نوع الأكسدة والاختزال الضوئي الذي يعمل جنبا إلى جنب لتحويل الطاقة الشمسية إلى مدخلات كهربائية. لكن جين يعتقد أنه مع المزيد من الأبحاث ، قد تكون بطاريات تدفق الطاقة الشمسية عملية في القريب العاجل.

يقول جين: "نعتقد أن بإمكاننا في نهاية المطاف الحصول على كفاءة تصل إلى 25٪ باستخدام المواد الصلبة الناشئة والكيمياء الكهربائية الجديدة". "في نطاق الكفاءة هذا ، بدون استخدام الخلايا الشمسية باهظة الثمن ، يجب أن يكون منافسًا تمامًا مع تقنيات الطاقة المتجددة الأخرى. ثم أعتقد أن التسويق ممكن."

72v بطارية ليثيوم