المجموعات

انظر إلى المستقبل باستخدام مولد طاقة الشمس الكروية "الكرة الكريستالية"

انظر إلى المستقبل باستخدام مولد طاقة الشمس الكروية

صمم مهندس معماري ألماني شكلاً مبتكرًا لمولد للطاقة الشمسية. على عكس كونه مسطحًا أو نحيفًا مثل الألواح الكهروضوئية الأخرى ، فهذه اللوحة عبارة عن كرة شفافة عملاقة!

الآن هذا هو التفكير خارج الصندوق!

باستخدام الخصائص الهندسية والضوئية للكرة العملاقة الشفافة ، يعمل هذا المحلول مثل عدسة مكبرة عملاقة لتوليد الطاقة. وفقًا لمطالبتهم ، يمكن أن تصل إلى مستوى الكفاءة 57% بالمقارنة مع الأنظمة الكهروضوئية التقليدية.

كما أنها ليست سيئة المظهر.

من خلال الجمع بين التكنولوجيا والتصميم ، قد يكون مولد الطاقة الشمسية هذا هو التعريف الحرفي لـ "أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا". على حد تعبير المصممين ، "المستقبل ليس أخضر ، إنه شفاف".

ما هو مولد طاقة الشمس الكروية؟

مولد الطاقة Spherical Sun هو جهاز التقاط للطاقة الشمسية صممه المهندس المعماري الألماني أندريه بروسيل. يُدعى beta.ey ، ويعتقد أن اختراعه هو حل قادر على عصر "المزيد من العصير بعيدًا عن الشمس".

تم إجراء التطوير الفعلي لـ beta.ey بواسطة Andre و Rawlemon Limited. إنها شركة ذات تقنية عالية تعمل على تطوير وتسويق الجيل التالي من الخلايا الكهروضوئية (CPV) والوحدات الحرارية المركزة (CSP).

التصميم ، كما يدعي المهندس المعماري ، يجب أن يمكّن المولد أيضًا من تجميع الطاقة ، ليلاً أو نهارًا.

"يأتي beta.ey مع مجمّع هجين لتحويل الكهرباء والطاقة الحرارية اليومية في نفس الوقت. أثناء تقليل مساحة خلية السيليكون إلى 25٪ مع خرج الطاقة المكافئ باستخدام مركز تركيز نقطة عدسة الكرة ذات ناقل الحركة الفائق ، فإنها تعمل بمستويات كفاءة تقارب 57٪ في الوضع الهجين. في الليل ، يمكن أن تتحول Ball Lens إلى مصباح عالي الطاقة لإضاءة موقعك ، ببساطة عن طريق استخدام عدد قليل من مصابيح LED. تم تصميم المحطة لظروف خارج الشبكة وكذلك لتكملة استهلاك المباني للكهرباء والدوائر الحرارية مثل الماء الساخن ". - راولمون.

يمكن للتكنولوجيا أيضًا دمج مجمّع هجين يمكنه حصاد الطاقة الحرارية والشمسية في وقت واحد.

في الليل ، يمكن أيضًا استخدام الجهاز كمصباح عالي الطاقة باستخدام مصابيح LED. يمكن أيضًا استخدامها ، مثل الألواح الشمسية التقليدية ، لتكملة استهلاك الطاقة في المبنى ، وربما استخدامها كمحطة لإعادة شحن المركبات الكهربائية.

اقتراح آخر مثير للاهتمام هو استخدام هذه التكنولوجيا مثل نوافذ حصاد الطاقة الشمسية. إذا كان ذلك ممكنًا ، فسيؤدي ذلك إلى زيادة جدواها المالية بشكل كبير ، إذا لم تكن هناك حاجة إلى النوافذ التقليدية - على الرغم من أن النظرة المقلوبة للعالم الخارجي قد تستغرق بعض الوقت لتعتاد عليها

يمكن أيضًا تصغيرها لتوفير مولدات شمسية محمولة للأجهزة الذكية أو الأجهزة الإلكترونية الأخرى.

كيف يعمل؟

يعمل مولد الطاقة الشمسية الكروية باستخدام كرة شفافة كبيرة لتركيز ضوء الشمس المنتشر على مساحة صغيرة من الألواح الشمسية المصغرة. نظرًا لأن الألواح الشمسية المستخدمة في الجهاز صغيرة جدًا ، تزداد كفاءتها النسبية.

إنه ، في الواقع ، شكل مبتكر لتقنيات الطاقة الكهروضوئية المركزة الأخرى (CPVs). تميل الأمثلة الحالية إلى استخدام المرايا والعدسات لتركيز الطاقة الشمسية على مجمّع الخلايا الشمسية.

تميل الأنظمة الفولت ضوئية المركزة التقليدية أيضًا إلى أن تكون أنظمة ثنائية المحور قادرة على تتبع مرور الشمس على مدار اليوم. إن أنظمة CPV و beta.ey قادرة على تتبع الشمس وتعظيم التقاط الطاقة مقارنةً بأنظمة الألواح الثابتة.

يمكنك تشبيه هذا بحمل عدسة مكبرة شفافة لحرق اسمك في قطعة من الخشب. ما عدا أقل من خطر الحريق.

تستخدم الأنظمة الفولت ضوئية المركزة الأخرى الألواح الشمسية المصغرة التي تسهل تعديل حركتها لتقليل ارتفاع درجة الحرارة والتدهور. حتى أن بعض المعامل تمكنت من جعل بعضها صغيرًا مثل 1 مم 2.

يمكنهم حتى توليد طاقة أكبر من الألواح الأكبر "رطل للجنيه".

باستخدام نفس المبادئ أثناء النهار ، يزعم مبتكرو beta.ey أيضًا أنه يمكن استخدامها لتجميع الطاقة من ضوء القمر. وإن كانت فعالية أقل بكثير من أشعة الشمس.

تقدم الأنظمة الفولت ضوئية المركزة ، مثل beta.ey ، حلاً واعدًا لمستقبل مصادر الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم. يبدو أن وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية توافق.

في عام 2015 ، في ظل الإدارة الأمريكية السابقة ، أعلن عن إنشاء برنامج يسمى MOSAIC. هذا سوف يستثمر أكثر من 24 مليون دولار في تطوير تقنية الطاقة الشمسية CPV على مدى السنوات القليلة التالية.

كيف هو أفضل من PV التقليدية؟

يجمع beta.ey هندسة الكرة الشفافة الكبيرة مع نظام تتبع ثنائي المحور ومجمع ينتج عنه ، نظريًا ، ضعف إنتاجية الألواح الشمسية التقليدية. مثل الأنظمة الفولت ضوئية المركزة الأخرى ، فإن هذا الابتكار تلقائيًا أكثر كفاءة من الكهروضوئية بحكم قدرته على جمع أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية.

هذا لأنه لكي تصل الألواح الكهروضوئية إلى ما يقرب من أقصى إمكاناتها ، يجب أن تكون قريبة من عمودي مصدر الضوء قدر الإمكان. يمكن تحقيق ذلك بشكل واقعي فقط من خلال القدرة على تحريك اللوحة في محورين على مدار اليوم.

تميل أنظمة الألواح الشمسية المسطحة التجارية الكبيرة إلى أن تكون ذات كفاءة حول 16 إلى 20٪. تميل أنظمة CPV إلى أن تكون قادرة على التفوق في كل مكان 25 إلى 30٪ على نقيض ذلك.

على الرغم من أن البعض تمكن من الوصول إلى أكثر من ذلك بقليل 40%.

إذا تم تصديق الأرقام التي اقتبسها Rawlemon ، فإن نظامها يمكن أن يوفر شيئًا لا يصدق 57%+ (في الوضع المختلط).

يعتبر beta.ey أيضًا أكثر اقتصادا عندما يتعلق الأمر بالمواد المستخدمة أثناء بنائه. تعني الخلايا الشمسية الأصغر معادن أقل قيمة ، مثل الفضة والمواد الاستهلاكية الأخرى.

كما أنه أكثر كفاءة عندما يتعلق الأمر بالعقارات. يقلل الحجم الصغير لمجمعات الألواح الشمسية من مقدار المساحة اللازمة للنشر.

الألواح الشمسية المتحركة هي أيضًا أشياء كبيرة ومرهقة. إنها تتطلب الكثير من الأجزاء الميكانيكية المتحركة لدعم الألواح وتحريكها طوال اليوم. الألواح الشمسية غير المركبة على المباني معرضة بشدة للرياح العاتية التي يمكن أن تلحق الضرر في كثير من الأحيان بالتركيبات الكهروضوئية.

يحتاج مولد الطاقة الشمسية الكروي إلى تحريك لوحة كهروضوئية صغيرة جدًا حول الجزء الخارجي من الكرة الشفافة.

قد يكون لمولد الطاقة الشمسية الكروية أيضًا ميزة على منافسيها من الأنظمة الفولت ضوئية المركزة. في حين أن الأنظمة الفولت ضوئية المركزة رائعة في جمع ضوء الشمس المباشر وتركيزه ، إلا أنها أقل فاعلية في التقاط الأشعة المنتشرة مثل الضوء المنبعث من السحب أو الغلاف الجوي.

تميل الـ CPV أيضًا إلى أن تكون مكلفة إلى حد ما في التصنيع ، مما أدى إلى تأخير إنتاجها الضخم لعدة سنوات.

يبدو رائعًا ، لكن ما الفائدة؟

في حين أن هذه التقنية قد تبدو البديل المثالي للطاقة الكهروضوئية التقليدية ، إلا أنها ليست مثالية.

نظرًا لأن المجمع الرئيسي لها عبارة عن كرة شفافة عملاقة ، فإن كفاءتها تكون جيدة فقط بقدر نظافة الكرة. التلوث البيئي مثل فضلات الطيور ، على سبيل المثال ، سيتطلب الحفاظ عليه باستمرار.

ما لم يتمكنوا من جعل الكرة ذاتية التنظيف بالطبع.

تصميمه أيضًا أقل من غير واضح. أدى الدفع نحو جعل الألواح الشمسية التقليدية أقل إيلامًا للعين خلال السنوات القليلة الماضية إلى بعض التصميمات المثيرة للاهتمام.

أصبحت العديد من الألواح الآن رقيقة للغاية ، وقد أنتجت شركات مثل Tesla خلايا مموهة لبلاط الأسقف. حتى أن بعضها رقيق.

في حين أن تصميم النموذج الأولي هو بالتأكيد عمل فني من نوع ما ، إلا أنه سيبرز أكثر من الألواح الكهروضوئية التقليدية. على الرغم من أنها يمكن أن تتحول بسهولة كقطعة من النحت الحديث في العديد من المعارض الفنية حول العالم.

مهما كان مستقبل هذه القطعة من التكنولوجيا ، فهو تخمين لأي شخص ولكنه دفع في الاتجاه الصحيح. ما لم تكن ، بالطبع ، لست من محبي تصميمه فائق التطور.


شاهد الفيديو: كيف تمتلك محطة توليد كهرباء بالطاقة الشمسية في منزلك. مع خالد فهد السنبل مدير عام شركة موج للطاقة (شهر نوفمبر 2021).