قام فريق من المهندسين في جامعة ستانفورد بتطوير خلية شمسية يمكنها توليد بعض الكهرباء في الليل. تستخدم هذه الخلية الكهروضوئية عملية تسمى التبريد الإشعاعي للسماح بتوليد الطاقة المتجددة على مدار 24 ساعة.
ويأتي هذا البحث في وقت يرتفع فيه عدد وظائف الطاقة الشمسية والمنشآت السكنية. في حين أن الألواح الشمسية القياسية يمكن أن توفر الكهرباء خلال النهار، فإن هذا الجهاز يمكن أن يكون بمثابة “مصدر طاقة متجدد مستمر لكل من النهار والليل”، وفقا للدراسة التي نشرت هذا الأسبوع في مجلة Applied Physics Letters.
يشتمل الجهاز على مولد كهربائي حراري، يمكنه سحب الكهرباء من الاختلاف الطفيف في درجة الحرارة بين الهواء المحيط والخلية الشمسية نفسها. وقالت الدراسة: "يمكن لنهجنا أن يوفر الإضاءة الاحتياطية الليلية والطاقة في التطبيقات خارج الشبكة والشبكات الصغيرة، حيث تكتسب تركيبات الخلايا [الشمسية] شعبية".
يقول أساووراريت: "خلال النهار، يأتي ضوء من الشمس ويضرب الخلية الشمسية، ولكن يحدث شيء معاكس أثناء الليل". وذلك لأن الألواح الشمسية تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء مثل أي شيء أكثر دفئًا من الصفر المطلق. "هناك في الواقع ضوء ينطفئ [من الألواح الشمسية]، ونحن نستخدم ذلك لتوليد الكهرباء في الليل. يقول: "إن الفوتونات التي تخرج إلى سماء الليل تعمل في الواقع على تبريد الخلية الشمسية".
وعندما تغادر تلك الفوتونات سطح اللوحة الشمسية نحو السماء، فإنها تحمل معها الحرارة. وهذا يعني أنه في ليلة صافية - عندما لا تكون هناك سحب تعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء نحو الأرض - سيكون سطح اللوحة الشمسية أكثر برودة ببضع درجات من الهواء المحيط بها. وهذا الفارق في درجات الحرارة هو ما يستفيد منه السواوراريت وزملاؤه. يمكن لجهاز المولد الحراري التقاط بعض الحرارة المتدفقة من الهواء الدافئ إلى اللوحة الشمسية الأكثر برودة وتحويلها إلى كهرباء.
في ليلة صافية، قام جهاز Assawaworrarit الذي تم اختباره على سطح ستانفورد بتوليد ما يقرب من خمسين مللي واط لكل متر مربع من الألواح الشمسية (50 ميجاوات/م2). ويقول: "أعتقد أن هذا ربما يكون رقمًا قياسيًا". لكن Assawaworrarit وفريقه لا يتوقفون عند هذا الحد. ويقول إنه مع بعض التحسينات (وفي موقع جيد)، يمكن لمثل هذا الجهاز أن يولد ضعف هذه الكمية من الكهرباء.
ويقول: "ربما يكون الحد النظري حوالي واحد أو اثنين واط لكل متر مربع". "هذا ليس عددًا كبيرًا، ولكن هناك الكثير من التطبيقات" حيث يكون هذا النوع من الطاقة في الليل مفيدًا.
تشير تطبيقات الشبكات الصغيرة إلى شبكات الكهرباء المستقلة. يمكن استخدامها عندما يكون عدد السكان صغيرًا جدًا أو بعيدًا جدًا عن توسيع الشبكة. لم تنخفض أسعار الطاقة الشمسية حتى وقت قريب وأصبحت في متناول الجميع. وانضمت بعض الشركات إلى البرنامج، حتى أن ولاية كاليفورنيا قامت بتحفيز التحول إلى الطاقة الشمسية.
ومع استمرار الحرب في أوكرانيا، قالت أبيجيل روس هوبر، الرئيس والمدير التنفيذي لجمعية صناعات الطاقة الشمسية، وهي الرابطة التجارية الوطنية لصناعة الطاقة الشمسية، لشبكة CNBC إن الاستثمار في بدائل الطاقة أمر مهم.
وقال الرئيس التنفيذي: "في مواجهة عدم اليقين بشأن الإمدادات العالمية، يجب علينا زيادة إنتاج الطاقة النظيفة والقضاء على اعتمادنا على الدول المعادية لتلبية احتياجاتنا من الطاقة".