المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم المركبات الفضائية هو الشمس. ولكن من أجل تجميع أشعتها بشكل مثالي ، يجب ألا تحتوي الأقمار الصناعية على طاقة كهروضوئية فقط محولات مساحة كبيرة ، ولكن أيضًا آليات خاصة لتوجيه سطح العمل الخاص بهم إلى الشمس. بالنسبة إلى المجسات الصغيرة ، يكون وزن هذه الهياكل كبيرًا جدًا ، لأن العلماء من المملكة العربية السعودية يقدمون حلاً مشتركًا وبأسعار معقولة.
للوهلة الأولى ، تبدو الفكرة تافهة - صنع الألواح الشمسية على شكل كرة. لذلك ، يمكن لفها حول قمر صناعي صغير أو تركيبها على هيكل خارجي ، وسيتم دائمًا إضاءة معظم السطح الذي يعدل الضوء إلى كهرباء.
كشف باحثون في معهد الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAUST) في المملكة العربية السعودية بالفعل عن نموذج لمثل هذا المحول الكهروضوئي في عام 2020. تم نشر وصف التكنولوجيا على بوابة IEEE Spectrum.
تتمتع الألواح الشمسية الجديدة بعدد من المزايا التي تجعلها مناسبة للاستخدام ليس فقط في الفضاء ، ولكن أيضًا على الأرض. نظرًا لشكلها الكروي تقريبًا ، فإنها لا تجمع ضوء النجوم المباشر فحسب ، بل تعكس الضوء أيضًا.
في الظروف المختبرية ، كانت المحولات الكهروضوئية الكروية أكثر كفاءة بنسبة 24-39٪ من المحولات في شكل ألواح مسطحة تقليدية عند محاكاة حركة الشمس عبر السماء. وعندما تم إعاقة مصدر الضوء بواسطة عائق (مثل سقف معلق) ، تولد البطاريات الجديدة كهرباء أكثر بنسبة 60٪ من الألواح المسطحة التقليدية.
من الناحية التكنولوجية ، بطبيعة الحال ، فإن إنتاج مثل هذه الخلايا الشمسية أكثر تعقيدًا - أولاً ، لتصنيع كل محول ضوئي ، وهذا مجال كامل ، مطلوب 15 ٪ أكثر من الحفر.
بالإضافة إلى ذلك ، لم يطور الباحثون بعد عملية دحرجة الكرة بشكل كامل ، وتم تشكيل قطع الاختبار يدويًا. من المخطط تطوير ذراع ميكانيكي خاص يحاكي حركات شخص يتدحرج على ركيزة مرنة.
تتفوق الألواح الشمسية الكروية على الألواح التقليدية بعدة طرق أخرى. على سبيل المثال ، لقد أظهروا كفاءة أعلى في التشغيل طويل الأمد في درجات حرارة أعلى (ربما بسبب تبديد الحرارة الأكثر كفاءة ، ولكن هذا لا يزال بحاجة إلى التحقق).
وبطبيعة الحال ، تتمتع هذه الهياكل بوضع أفضل مع تلوث السطح بالغبار - وهو أمر مهم للغاية. لمحطات الطاقة الشمسية الضخمة أو المركبات غير المأهولة: من أجهزة الاستشعار في الأماكن التي يتعذر الوصول إليها إلى روفرز.
نظرًا لجميع مزايا وعيوب أحدث التقنيات ، لا يزال العلماء حذرين من آفاقها التجارية. من الناحية النظرية ، يمكن أن يكون مفيدًا لجميع التطبيقات المتخصصة تقريبًا - في المدار الأرضي المنخفض للأقمار الصناعية الصغيرة ، على سطح الكواكب الأخرى بالنسبة للأشجار الصغيرة. المجسات الثابتة أو ذاتية الدفع ، على الأرض لتشغيل المستشعرات المؤقتة أو الدائمة ، وكذلك في غرف أجهزة إنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار الذكية في البيت".
يخطط مطورو الخلايا الشمسية الكروية لاختبارها في المختبر والظروف الميدانية في المستقبل القريب وفقًا لعدد من المعايير. سيقومون بعد ذلك بتقييم اقتصاديات التكنولوجيا.
فيما يتعلق بإنتاج الأجزاء الحساسة للضوء ، فإن الابتكار ليس ثوريًا: تستخدم الخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون أحادي البلورية على نطاق واسع وتتقن فيها بشكل مثالي صناعة. يكمن ابتكار الباحثين السعوديين في استخدام دعامة ضيقة ومرنة ومعالجة خاصة لحواف كل خلية.
ملاحظة. هل اعجبك المنشور؟ تحافظ إبداءات الإعجاب والتعليقات والاشتراكات على القناة على قيد الحياة.