מחקר חדש מדגיש את האתגרים של שיפור משמעותי ביעילות התאים הסולאריים. במקום זאת, הם מציעים גישות חדשניות כמו הפיכת פאנלים סולאריים למתאימים יותר וייעול הסידור שלהם ללכידת אנרגיה סולארית משופרת, ומציעות דרכים מבטיחות לשיפור אנרגיית השמש העולמית.
מדענים תמיד מחפשים דרכים להפוך את העולם שלנו למקום טוב יותר, ותחום אחד שהם מתמקדים בו הוא אנרגיה סולארית. רעיון אחד בתחום זה הוא להפוך את התאים הסולאריים ליעילים יותר על ידי ריכוז יותר אור סולארי עליהם.
בזמן שחקרה זאת לאחרונה, קבוצה של מדענים במעבדת קוונדיש וב-AMOLF (אמסטרדם NL) גילתה ששיפור היעילות של תאים סולאריים בדרך זו קשה יותר ממה שנדמה לנו, אך גילו דרכים אחרות שבאמצעותן ניתן יהיה לשפר את השמש. לכידת אנרגיה בכל מקום על פני כדור הארץ.
החוקרים התעניינו לברר אם תאים סולאריים, מכשירים שהופכים אור שמש לחשמל, ניתנים לביצועים טובים יותר בחלקים שונים של העולם, שבהם ריכוז האור הסולארי עשוי להיות גבוה יותר. כדי לבחון זאת, הם השתמשו למידת מכונה מודלים ורשתות עצביות (AI) כדי להבין כיצד קרינת השמש תתנהג בנקודות שונות על פני כדור הארץ.
תמונה של מכשיר לריכוז אור מחוץ למרכז מקסוול בקיימברידג'. קרדיט: ד"ר טומי באיקי, מעבדת קוונדיש, אוניברסיטת קיימברידג'
הם שילבו את הנתונים הללו במודל אלקטרוני לחישוב תפוקת התאים הסולאריים. על ידי הדמיית תרחישים שונים, הם יכלו לחזות כמה אנרגיה יכולים התאים הסולאריים להפיק במקומות שונים ברחבי העולם.
פתרונות חדשניים מעבר ליעילות
הממצאים שלהם פורסמו ב ג'אוּלעם זאת, חשף טוויסט מפתיע. "הפיכת תאים סולאריים ליעילים במיוחד מתבררת כקשה מאוד. אז, במקום רק לנסות לשפר את התאים הסולאריים, גילינו כמה דרכים אחרות ללכוד יותר אנרגיה סולארית", אמר ד"ר טומי באיקי, מחבר המחקר הראשון ועמית מחקר במעבדת קוונדיש ובקולג' לוסי קוונדיש. "זה יכול להועיל מאוד לקהילות, לתת להן אפשרויות שונות לחשוב עליהן, במקום להתמקד רק בהפיכת התאים ליעילים יותר עם אור."
תארו לעצמכם פאנלים סולאריים שיכולים להתגמש ולהתקפל כמו אוריגמי או להפוך לשקופים חלקית כדי להשתלב בצורה חלקה בסביבה ולהפוך אותם לקלים להתקנה. על ידי שיפור העמידות והרב-תכליתיות של לוחות אלה, ניתן לשלב אותם במגוון רחב של הגדרות, המבטיחים אריכות ימים ויעילות.
תוצאות סימולציה של מכשירים לריכוז אור ברחבי העולם. קרדיט: ד"ר טומי באיקי, מעבדת קוונדיש, אוניברסיטת קיימברידג'
"אנחנו מציעים תוכנית אחרת שיכולה לגרום לפאנלים סולאריים לעבוד היטב בהרבה מקומות שונים ברחבי העולם", אמר בייקי. "הרעיון הוא להפוך אותם לגמישים, קצת שקופים/שקופים למחצה, ויכולים להתקפל. כך, הפאנלים יכולים להשתלב בכל מיני מקומות".
יתר על כן, החוקרים דוגלים בשימוש בעיצוב מכשירי לכידת השמש במטרה לייעל את סידורם לספיגת אור שמש מרבית. גישה זו טומנת בחובה פוטנציאל לשפר את העיצוב של מערכים סולאריים, להגביר את יעילותם בריתום אנרגיית השמש.
"ההבנה הזו אומרת שעכשיו אנחנו יכולים להתמקד בדברים שונים במקום רק לגרום לתאים סולאריים לעבוד טוב יותר. בעתיד, אנחנו הולכים לבחון מסלולי קציר סולארי הכוללים טסל. זה כמו דפוס פאזל שיכול לעזור לנו ללכוד עוד יותר כוח שמש", סיכם בייקי.
