۷ سپتامبر ۲۰۲۵، عکس از نویسنده: امان تریپاتی-گرما به بخش ذخیره‌سازی انرژی دستگاه خورشیدی کمک می‌کند.دانشگاه لافبورو
یک مطالعه اخیر نشان می‌دهد که یک فناوری خورشیدی نوظهور در دماهای بالاتر عملکرد بهتری دارد، یافته‌ای که می‌تواند بر توسعه ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر تأثیر بگذارد.
دکتر دوون بائه، نویسنده اصلی، گفت: «به جای مبارزه با گرمای خورشید، تحقیقات ما نشان می‌دهد که می‌توانیم آن را مهار کنیم. این یافته، خرد متعارف را وارونه می‌کند و راه جدیدی برای طراحی سیستم‌های ذخیره‌سازی خورشیدی که در شرایط گرم رشد می‌کنند، به ما می‌دهد.»
این تحقیق نشان می‌دهد که دستگاه‌های خاص «ذخیره انرژی خورشیدی به علاوه» با افزایش دما، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند و یک پنجره عملیاتی بهینه در دمای تقریباً ۴۵ درجه سانتیگراد (۱۱۳ درجه فارنهایت) شناسایی شده است.این رفتار برخلاف رفتار پنل‌های خورشیدی معمولی است که با گرم‌تر شدن، کارایی خود را از دست می‌دهند.
مطالعه دانشگاه لافبورو، سلول‌های جریان فوتوالکتروشیمیایی (PEC) را بررسی کرد. این دستگاه‌ها برای جذب نور خورشید و ذخیره انرژی حاصل در یک واحد طراحی شده‌اند.
محققان در یک مطالعه جدید اظهار داشتند: «فناوری PEC برای ادغام یک دستگاه فتوولتائیک (PV) یا PEC با یک باتری ثانویه، مانند سیستم باتری جریان ردوکس، برای تبدیل و ذخیره نور خورشید جذب شده، امیدوارکننده در نظر گرفته می‌شود.»
در فناوری خورشیدی استاندارد، که در درجه اول از پنل‌های فتوولتائیک (PV) مبتنی بر سیلیکون استفاده می‌کند، گرما یک مشکل مداوم است. با گرم‌تر شدن یک پنل معمولی، مقاومت الکتریکی داخلی آن افزایش می‌یابد.
این آشفتگی حرارتی باعث می‌شود الکترون‌ها به جای مشارکت در جریان الکتریکی، انرژی را به صورت گرما از دست بدهند و منجر به افت قابل توجه ولتاژ و راندمان کلی شود. برای هر درجه سانتیگراد بالاتر از شرایط آزمایش استاندارد ۲۵ درجه سانتیگراد، یک پنل خورشیدی معمولی می‌تواند بین ۰.۳٪ تا ۰.۵٪ از حداکثر توان خروجی خود را از دست بدهد.
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که برای سلول‌های جریان PEC، عکس این قضیه می‌تواند صادق باشد. در حالی که جزء جذب انرژی خورشیدی هنوز در معرض اثرات حرارتی است، جزء ذخیره انرژی از گرما سود می‌برد. این مطالعه نشان داد که دماهای بالا به عنوان کاتالیزوری برای واکنش‌های الکتروشیمیایی داخلی دستگاه عمل می‌کنند.
گرما، الکترولیت مایع را فعال می‌کند و منجر به حرکت سریع‌تر یون‌ها و بهبود رسانایی می‌شود. این امر مقاومت داخلی سیستم در برابر شارژ را کاهش می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد انرژی خورشیدی تولید شده را سریع‌تر و کارآمدتر ذخیره کند.
با شناسایی یک “نقطه بهینه” عملکرد، مهندسان اکنون می‌توانند سیستم‌هایی را طراحی کنند که قرار است در حالت داغ کار کنند، نه اینکه منابع را برای خنک نگه داشتن آنها صرف کنند.
دکتر بائه خاطرنشان کرد: “بنابراین، به جای مبارزه با گرما، مهندسان اکنون می‌توانند از آن به نفع خود استفاده کنند و راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی کارآمدتری ایجاد کنند. با درک و مهار این اثر پنهان، در نهایت می‌توانیم فناوری خورشیدی یکپارچه را به گزینه‌ای مناسب‌تر برای تأمین انرژی جهان خود تبدیل کنیم.»
یکی از مزایای آن، کاهش بالقوه هزینه است. سیستم‌های خنک‌کننده فعال، مانند فن‌ها یا گردش سیال، به پیچیدگی، هزینه اولیه و هزینه‌های نگهداری مداوم یک تأسیسات خورشیدی می‌افزایند. حذف نیاز آنها، راه‌حل‌های یکپارچه خورشیدی به علاوه ذخیره‌سازی را مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند.
در پایان بیانیه مطبوعاتی آمده است: «این مطالعه گامی مهم در جهت تبدیل جذب و ذخیره‌سازی یکپارچه انرژی خورشیدی به یک واقعیت عملی است – جایی که یک دستگاه شارژ خورشیدی نه تنها برق تولید می‌کند، بلکه آن را ذخیره نیز می‌کند و انرژی تجدیدپذیر را قابل اعتمادتر و در دسترس‌تر می‌سازد.»
