العلماء يبدعون في توليد البخار من الطاقة الشمسية

طور باحثون نظامًا يمكنه توليد بخار تبلغ درجة حرارته 100 درجة مئوية تحت تدفق الطاقة الشمسية المحيطة، ودون استخدام المكثّفات البصرية.

ولكي تكون ذات فائدة، يجب تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ميكانيكية أو كهرباء أو حرارة. هذا الشكل الأخير -الذي يُطلَق عليه اسم التحويل الحراري للطاقة الشمسية، هو واحد من أكثر طرق حصاد الطاقة الشمسية رواجًا. 

إنه يتضمن جمع الطاقة عن طريق ماصّات خاصة. ومع ارتفاع درجة حرارة الماصات، تنتقل الحرارة إلى المياه الكامنة، ويجري إنتاج البخار عندما تصل درجة حرارة المياه إلى 100 درجة مئوية وتتجاوزها. للوصول إلى هذه الدرجة، تُستخدَم العدسات أو المرايا لتركيز الطاقة الشمسية.

ولكن في هذه الدراسة، تمكّن الباحثون الذي قادهم جانغ تشن -أستاذ هندسة الطاقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، الولايات المتحدة الأمريكية- من إلغاء المركّزات الضوئية تمامًا، وحلت محلها ماصات منخفضة التكلفة، تستطيع جمع أشعة الشمس بكفاءة عالية.

هذه الماصات، إلى جانب الغلافات الفقاعية منخفضة التكلفة والرغوة العازلة للحرارة، يمكنها التقليل بشدة من الإشعاع والفقد الحراري. 

"ليس بوسع جهازنا أن ينافس أجهزة التركيز البصري تمامًا من حيث الكفاءة بالنسبة للمساحة"، وفق توضيح جورج ني، من قسم الهندسة الميكانيكية، الباحث الرئيس لهذه الدراسة¹. ولكن نظرًا لأن المركّزات البصرية هي المكوّن الأكثر تكلفة في نظام توليد البخار الشمسي، فالاستبدال بها في بعض الاستخدامات قد يزيد من إمكانية الحصول على نظم الطاقة الشمسية الحرارية.

ويتوقع الفريق أن تكون هذه التكنولوجيا القابلة للتطوير هي الأنسب لتطبيقات مثل تحلية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي. "في هذه التطبيقات، هناك حاجة إلى درجات حرارة منخفضة نسبيًّا"، وفق قول ني.

"في الوقت الحالي، نحن بصدد استكشاف استراتيجيات لجعل الجهاز أكثر ملاءمة للأوساط المالحة والبيئات عالية التلوث".

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.