توصل باحثون إلى طريقة جديدة لتوليد الكهرباء باستخدام تكنولوجيا الألواح الشمسية عن طريق حصاد الطاقة التي تنتجها قطرات المطر.
وتتضمن هذه الطريقة، التي اقترحها فريق من جامعة تسينغهوا في الصين، جهازاً يسمى المولد النانوي الكهربائي الاحتكاكي triboelectric nanogenerator (TENG) الذي ينتج الكهرباء من الاتصال بين سائل وصلب.
وعادة ما تُستخدَم هذه الأجهزة لحصاد الطاقة من الأمواج، وقد واجهت الأجهزة المستندة إلى القطرات droplet-based TENGs (D-TENGs) في السابق قيوداً تقنية منعتها من العمل على نطاق كبير.
وباستخدام مجموعات جسور الألواح الشمسية، اكتشف الباحثون أن هذه الحواجز يمكن التغلب عليها.
وقال الأستاذ زونغ لي، الذي قاد البحث: “في إشارة إلى تصميم الألواح الشمسية التي يجري فيها توصيل وحدات توليد الطاقة الشمسية المتعددة بالتوازي لتزويد الحمل، نقترح طريقة بسيطة وفاعلة لحصاد طاقة قطرات المطر.
“إن ذروة إنتاج الطاقة لمولدات مجموعات الجسور أعلى بخمس مرات تقريباً من حصاد طاقة قطرات المطر التقليدية ذات المساحة الكبيرة. وستوفر نتائج هذه الدراسة مخططاً عملياً لحصاد طاقة قطرات المطر على مساحة كبيرة”.
ونُشِرت دراسة تفصيلية لهذا الاختراق، بعنوان “مجموعات المولدات النانوية الكهربائية الاحتكاكية كلوح لحصاد طاقة قطرات المطر على نطاق واسع”، في مجلة “آي إنرجي”.
وتلاحظ الدراسة ما يلي: “بوصف الأمطار جزءاً مهماً من دورة الطاقة الطبيعية والمياه، هي تحتوي على طاقة متجددة وفيرة.
“ومع ذلك، يفتقر هذا النوع من الطاقة المتجددة إلى الاستخدام الفاعل اليوم. لذلك، فإن إيجاد طوبولوجيا معقولة لتخفيف القيود المتأصلة في المولدات النانوية الكهربائية الاحتكاكية المستندة إلى القطرات له أهمية كبيرة لتحقيق حصاد طاقة قطرات المطر على نطاق واسع”.
ويعد هذا التطور واحداً من عدد من التطورات الواعدة في تكنولوجيا الألواح الشمسية في الأشهر الأخيرة، إذ طور فريق أسترالي من الباحثين خلايا ذاتية العلاج قادرة على استعادة 100 في المئة من كفاءتها الأصلية بعد تعرضها إلى تدهور بسبب الإشعاع الفضائي.
وفي وقت سابق من هذا الأسبوع، كشف عالم في المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأميركية NREL عن تصميم لوحة شمسية بوجهين قادرة على زيادة معدلات الكفاءة بنسبة تصل إلى 20 في المئة عن طريق حصاد ضوء الشمس المنعكس.
