تطوير انيرجيا الشمسية يتطور باستمرار بسبب الحاجة المتزايدة لإيجاد حلول الطاقة المستدامة. واحدة من التقنيات الواعدة في هذا المجال هي الألواح الشمسية رقيقة جداوالتي لا يمكن دمجها فقط في الأسطح التقليدية، ولكن أيضًا في المواد المرنة مثل الأقمشة. هذه القفزة في الابتكار يمكن أن تغير الطريقة التي نلتقط بها الطاقة الشمسية ونستخدمها.
طاقة الشد الشمسية: نسيج ذو طاقة كهروضوئية
أحد أبرز التطورات هو المشروع المسمى الشد الشمسي، التي طورتها مجموعة SMIT (التكنولوجيا التفاعلية ذات التفكير المستدام). يتكون هذا النظام من قماش مغطى الخلايا الشمسية الكهروضوئية رفيع للغاية يمكنه توفير طاقة نظيفة ومستدامة عند تعرضه لأشعة الشمس.
هذا النسيج لديه العديد من التطبيقات الممكنة. لا يمكن استخدامه فقط كهيكل لتظليل المناطق الخارجية، مثل المظلات أو المظلات، ولكن يمكن أيضًا تركيبه على أسطح أكبر لالتقاط الطاقة على نطاق واسع. الشيء الأكثر ابتكارًا هو أنه نظرًا لمرونة المواد، يمكن للنسيج أن يتكيف بسهولة مع البيئات والأشكال المختلفة.
كيف تعمل الخلايا الشمسية على القماش
ال الخلايا الشمسية الكهروضوئية CIGS (النحاس والإنديوم والغاليوم والسيلينيوم) المدمجة في تكنولوجيا استشعار استخدام النسيج التي تسمح للهيكل بإعادة توجيه نفسه على أساس احوال الطقس، وبالتالي تحسين التقاط الطاقة. هذا النوع من الخلايا أرق من تلك المعتمدة على السيليكون ويوفر قدرة ملحوظة على إنتاج الطاقة حتى في ظل ظروف الإشعاع الشمسي المنخفض.
في حالة Tensile Solar، يتضمن القماش تصميمًا ذكيًا. تعمل كل لوحة بشكل مستقل، مما يسمح باستبدال أي وحدة تتضرر أو تتوقف عن العمل دون التأثير على بقية النظام. هذه الوحدة هي المفتاح للحفاظ على الكفاءة على المدى الطويل.
المواد المستدامة وقابلية إعادة التدوير
تم تطوير التكنولوجيا التي تستخدمها شركة Tensile Solar باستخدام العضوية PV y السيليكون غير المتبلور. هذه المواد رقيقة جدًا ولا تحتوي على أي سموم وهي مكتملة تمامًا قابلة لإعادة التدوير. وهذا يجعل Tensile Solar خيارًا ليس فعالاً فحسب، بل صديقًا للبيئة أيضًا، لأنه يقلل من التأثير البيئي بدءًا من تصنيعه وحتى التخلص النهائي منه.
بالإضافة إلى ذلك، يوفر هذا النوع من تكنولوجيا الطاقة الشمسية ميزة مهمة في المناطق التي تكون فيها الموارد الطبيعية محدودة. إن القدرة على تخصيص القماش بشكل جمالي تعني أنه يمكن دمجه بشكل متناغم في التصميم المعماري للمساحة، سواء كانت تجارية أو سكنية.
التطبيقات المبتكرة للنسيج الشمسي الكهروضوئي
لا يقتصر التقدم في تكنولوجيا النسيج الشمسي على حلول مثل المظلات أو المظلات. في المستقبل، يمكننا أن نرى هذه التكنولوجيا على مجموعة متنوعة من الأسطح، من الخيام فوق الملابس مع الألواح الشمسيةقادرة على تشغيل الأجهزة الإلكترونية مثل الساعات أو الهواتف الذكية.
حتى أن التقنيات التي قدمتها معاهد مثل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سمحت بالتطور خلايا شمسية فائقة الرقة يمكن لصقها على أي سطح، مثل جناح الطائرة بدون طيار، أو شراع القارب، أو قماش الخيمة. في الواقع، هذا النوع من الخلايا يولد ما يصل إلى طاقة أكبر بـ 18 مرة لكل كيلوغرام من الألواح الشمسية التقليديةمما يجعلها خيارًا مثيرًا للاهتمام للغاية لتوفير الطاقة في المناطق النائية أو في عمليات الطوارئ.
فوائد الأقمشة الشمسية على الألواح التقليدية
واحدة من المزايا الرئيسية للأقمشة الشمسية هي براعة. على عكس الألواح الشمسية التقليدية، يمكن تركيب الأقمشة في أي مكان تقريبًا. هذا النوع من المرونة يجعلها مثالية للحالات التي لا تكون فيها الألواح الصلبة قابلة للاستخدام، مثل الأسطح المنحنية أو المتحركة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تمديدها وطيها وتحريكها وفقًا لاحتياجات كل لحظة.
ميزة أخرى للأقمشة الشمسية هي أنها، كونها مصنوعة من مواد خفيفة الوزن ولكنها مقاومة، فإنها توفر حلاً أسهل في النقل والتركيب. في الواقع، هناك بالفعل ألواح شمسية من النسيج يمكن لفها ونشرها في غضون دقائق، مما يفتح الأبواب أمام نوع جديد من الطاقة. الشبكات الصغيرة المتنقلة.
اعتبارات الكفاءة والمتانة
وعلى الرغم من استمرار تحسن قدرة إنتاج الطاقة لهذه الأقمشة، إلا أن بعض الإصدارات المبكرة تتمتع بمعدلات كفاءة أقل مقارنة بألواح السيليكون التقليدية. ومع ذلك، فإن التطورات الجديدة مثل الخلايا الشمسية من الجيل الثالث، والتي تتضمن تقنيات مثل بيروفسكايتإنهم يقومون بإغلاق هذه الفجوة بسرعة.
وفي الوقت نفسه، أظهرت دراسات المتانة أن الخلايا الشمسية المدمجة في الأقمشة يمكنها تحمل أكثر من 500 دورة قابلة للطي دون أن تفقد أكثر من 10% من قدرتها الأولية للطاقة. وهذا يجعلها خيارًا موثوقًا به على المدى الطويل للمشاريع التي تتطلب حلولًا طويلة الأمد.
باختصار، يفتح دمج الطاقة الشمسية في المنسوجات إمكانيات جديدة لتوليد الكهرباء في أماكن وأوضاع لم يكن من الممكن تصورها في السابق. من المظلات إلى الملابس والمظلات، يمكن للتطبيقات المستقبلية لهذه التكنولوجيا أن تغير الطريقة التي نتفاعل بها مع الطاقة الشمسية، مما يجعل من الممكن لأي سطح معرض للشمس أن يصبح مصدرًا للطاقة النظيفة والمتجددة.