اخبار الطاقة في العالم
المحتويات
ورقة اصطناعية مبتكرة تعزز كفاءة الطاقة الشمسية بأكثر من 800%
أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024
اليابان تطلق أكبر لوحة شمسية في العالم
أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم تعلن تطورًا مهمًا
أكبر مزرعة رياح في دول البلطيق تنتج الهيدروجين الأخ
ورقة اصطناعية مبتكرة
تعزز كفاءة الطاقة الشمسية بأكثر من 800%
طور باحثون صينيون ورقة اصطناعية مبتكرة قادرة على تتبع حركة الشمس، مما يعزز كفاءة جمع الطاقة الشمسية بأكثر من 800%. تجمع هذه الورقة بين أقطاب كهربائية مرنة تعمل بالطاقة الشمسية وطبقة هلامية واقية، بالإضافة إلى هيكل داعم مبتكر من أنابيب الكربون النانوية. هذا التصميم الفريد يسمح للورقة بالتحرك بمرونة لمتابعة مسار الشمس، مما يزيد من كمية الضوء الملتقطة ويعزز كفاءة تحويل الطاقة.
تُعد هذه التقنية خطوة مهمة نحو تحسين كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية، حيث يمكن أن تُستخدم في تطبيقات متنوعة مثل الأجهزة القابلة للارتداء، والمستشعرات البيئية، وحتى في تطوير خلايا شمسية أكثر كفاءة. من خلال محاكاة حركة الأوراق الطبيعية، تقدم هذه الورقة الاصطناعية حلاً مبتكرًا لزيادة فعالية جمع الطاقة الشمسية.
مكونات هذا الابتكار
-
الأقطاب الكهربائية المرنة: تتكون الورقة من أقطاب كهربائية مرنة قادرة على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء.
-
الطبقة الهلامية الواقية: تُغلف الأقطاب بطبقة هلامية تعمل كحماية وتساهم في الحفاظ على كفاءة الأداء.
-
الهيكل الداعم من أنابيب الكربون النانوية: يتم دعم هذه المكونات بهيكل مصنوع من أنابيب الكربون النانوية المدمجة في بوليمر حساس للحرارة.
فكرة العمل
عند تعرض الورقة لأشعة الشمس، تقوم أنابيب الكربون النانوية بامتصاص الحرارة، مما يؤدي إلى انكماش البوليمر الحساس للحرارة في المناطق المعرضة مباشرة للشمس. في المقابل، تبقى المناطق غير المعرضة للشمس في حالة تمدد. هذا التباين في الانكماش والتمدد يؤدي إلى انحناء الورقة نحو مصدر الضوء، مما يسمح لها بتتبع حركة الشمس تلقائيًا دون الحاجة إلى أنظمة ميكانيكية معقدة.
مميزات هذا الابتكار
-
زيادة كبيرة في كفاءة جمع الطاقة: بفضل قدرتها على تتبع الشمس، تستطيع هذه الورقة زيادة كمية الضوء الملتقطة، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية بأكثر من 800% مقارنة بالأنظمة التقليدية.
-
إنتاج الهيدروجين والأكسجين: بالإضافة إلى توليد الكهرباء، يمكن للورقة تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين، مما يفتح آفاقًا جديدة لإنتاج الوقود النظيف.
-
التطبيقات المحتملة: يمكن استخدام هذه التقنية في مجالات متعددة، بما في ذلك الأجهزة القابلة للارتداء، والمستشعرات البيئية، وتطوير خلايا شمسية أكثر كفاءة.
هذا الابتكار يمثل خطوة مهمة نحو تحسين كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية وتقديم حلول مستدامة لتلبية احتياجات الطاقة المستقبلية.
أهم 10 تقنيات طاقة متجددة
في العالم خلال 2024 مزايا غير مسبوقة
مصدر الخبر والصور من موقع الطاقة الالكتروني
في عام 2024، شهد مجال الطاقة المتجددة تطورات تقنية ملحوظة تهدف إلى تعزيز كفاءة واستدامة مصادر الطاقة النظيفة. فيما يلي أبرز 10 تقنيات متجددة تم الكشف عنها خلال هذا العام:
1- إنتاج الهيدروجين من النفايات الصلبة
قدّمت شركة أميركية واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، تقوم على إنتاج الهيدروجين من النفايات الصلبة، بما يخفض الانبعاثات الكربونية إلى نحو 30 كيلوغرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام من الهيدروجين.
تمكنت شركة “وايز تو إتش” الأميركية من إنتاج نحو 110 كيلوغرامات من الهيدروجين، من طن واحد فقط من المخلّفات الصلبة، من خلال تقنية التحويل الحراري الكيميائي للمخلّفات.
وتقوم هذه التقنية -التي أعلنتها الشركة في نوفمبر/تشرين الثاني الماضي- على استخراج الهيدروجين من النفايات، بخلاف فصل الكربون واحتجازه؛ لإنتاج وقود صديق للبيئة بأسعار تنافسية مقارنة بالبنزين، وهو ما يمكن لاحقًا استعماله في المشروعات الصناعية، وتوليد الكهرباء
2- شفرات توربينات الرياح.. من السكر
حرص الأميركيون على ترك بصمة أخرى ضمن أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، وهي إنتاج شفرات توربينات الرياح من مادة “راتنغية” مستخلصة بطريقة بيولوجية من السكر، وهو ما يمنحها عمرًا تشغيليًا أطول.
وتمكَّن الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة الأميركي “إن آر إي إل” من إنتاج هذه الشفرات التي تتّسم بسهولة إعادة تدويرها، لا سيما أن العمر التشغيلي لنحو 9 آلاف شفرة في الولايات المتحدة ينتهي بحلول عام 2026، ما يستدعي تطوير آليات مبتكرة لإنتاج شفرات جديدة، وفق أعلى المعايير البيئية.
علماء المختبر الوطني للطاقة المتجددة طوّروا مادةً جديدةً تُستعمَل لإنتاج شفرات توربينات الرياح، يمكن استخلاصها حيويًا، وإعادة تدويرها كيمائيًا بسهولة لاحقًا، وإعادة استعمال مكوناتها.
3- كهرباء من الطلاء الشمسي
طوّر علماء واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، وربما على مرّ التاريخ، وذلك لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس، دون الحاجة إلى تركيب ألواح شمسية مكلفة، وتحتاج إلى تثبيت وتشغيل ووقت ومساحة كذلك.
وتعدّ التقنية الجديدة مجرد طلاء عادي، يحتوي على مليارات الجزيئات الحساسة لضوء الشمس القادرة على تحويله إلى كهرباء، ولكن ما تزال هذه التقنية قيد التطوير، إذ إن توليد الكهرباء من الضوء يحتاج إلى كفاءة التقاط لا تقلّ عن 10%، بينما ما تزال تتراوح حاليًا بين 3 و8% فقط.
4- تخزين الكهرباء النظيفة في الرمال
من بين أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، تبرز تقنية تخزين كهرباء الطاقة المتجددة في الرمال فائقة السخونة التي تمثّل حلًا مهمًا لمعضلة تقطُّع مصادر الطاقة المتجددة في الطبيعة، بما يؤدي دورًا حاسمًا في ضمان موثوقية إمدادات الكهرباء.
وطوّر الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة في أميركا تقنية لتخزين الكهرباء المتجددة، تعتمد على استعمال السخانات العاملة بالطاقة المتجددة، لرفع درجة حرارة جزيئات الرمال التي يمكن تخزينها بعد ذلك في صوامع لاستعمالها لاحقًا، وهي التقنية التي حصلت على براءة اختراع.
وتقوم التقنية على تخزين الطاقة الحرارية التي تستعمل الملح المذاب، أو ربما الصخور فائقة السخونة، لتخزين الكهرباء، إذ أثبت نموذج أولي اختُبِر معمليًا نجاح التقنية، وتمكَّن الباحثون من تصميم نموذج حاسوب يُظهر أن جهازًا يُستعمَل تجاريًا يمكنه الاحتفاظ بنحو 95% من حرارته لمدة 5 أيام على الأقل.
5- لهيدروجين من الألومنيوم والكافيين
توصَّل باحثون في معهد “ماساتشوستس للتكنولوجيا” إلى طريقة مبتكرة ومستدامة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مستدام، وذلك باستعمال الألومنيوم ومياه البحر المتوفرة بكثرة، بما يحقق واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024.
ووجد الباحثون أن الألومنيوم المعاد استعماله من علب الصودا -عند استعماله في شكله النقي وخلطه بمياه البحر- يعطي محلولًا ينتج الهيدروجين بشكل طبيعي عند غليانه، وهو غاز يمكن استعماله في وقت لاحق في تشغيل محرك أو خلية وقود دون انبعاثات، بحسب ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.
6- ألواح شمسية من الزجاج المزدوج
تعدّ الألواح الشمسية المصنّعة من الزجاج المزدوج واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، إذ تكسر قاعدة العُمْر التشغيلي المحدود وتراجع كفاءة الخلية، إذ يحلّ الزجاج محل الطبقة الخلفية المصنّعة من البوليمر، لتكون الخلايا الشمسية محاطة بالزجاج بالكامل.
و كشفت شركة ترينا سولار الصينية النقاب عن أول ألواح شمسية من الزجاج المزدوج في العالم، والتي صُمِّمَت خصوصًا للتركيب على أسطح المباني التجارية والصناعية، تلبي احتياجات كفاءة الطاقة وتجلب قيمة مضافة للعملاء.
7- تحويل الحرارة إلى كهرباء
اعتمادًا على مركب كيميائي غير مشهور، احتلّت تقنية تحويل الحرارة إلى كهرباء موقعًا في قائمة أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال العام الماضي 2024، إذ تسمح بتصنيع أجهزة كهربائية-حرارية أكثر كفاءة من نظيرتها الحالية.
وتوصَّل باحثون في جامعة طوكيو اليابانية للعلوم إلى أنه من الممكن استعمال مركب ثنائي سيليسيد التنغستن (السيليكايد) شبه المعدني في عملية تحويل الحرارة إلى كهرباء، إذ حلّلوا خصائص المركب وردّة فعله في ظل التأثير الحراري.
8- خلايا البيروفسكايت الشمسية
طوّر علماء جامعة نورث وسترن واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، يمكنها إطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية، إذ توصلوا إلى طبقة جديدة تعطيل عمر الخلايا، وتجعلها أكثر عملية للتطبيقات خارج المختبر.
وتمكَّن الباحثون من تطوير طبقة أكثر قوة لإطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية، تعتمد على الأميدينيوم، إذ أظهر الطلاء الجديد أنه أكثر مقاومة للتحلل بـ10 مرات مقارنةً بالطلاءات التقليدية القائمة على الأمونيوم، وتعدّ بديلًا عمليًا منخفض التكلفة للخلايا الشمسية الكهروضوئية القائمة على السيليكون.
9- المحفزات الضوئية لإنتاج الهيدروجين
تمكَّن علماء بجامعة شينشو اليابانية من إنتاج الهيدروجين بالمحفّزات الضوئية، ما يفتح الباب أمام واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال العام الماضي 2024، كما يتيح توسعة نطاق استعمالات الوقود بكفاءة أعلى.
وتقوم التقنية على استعمال الحافز الضوئي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، تظهر في صورة حرارة يُستفاد منها في تفاعلات محرك الاحتراق الداخلي بالسيارات، كما يمكن الحصول على الهيدروجين من تكسير أو شطر جزيئات المياه، بالاعتماد على ضوء الشمس، وفي وجود محفزات.
ويترقب الباحثون نجاح التجربة، ليحصل داعمو الطاقة النظيفة على وقود هيدروجين بوفرة أكبر وتكلفة أقل، والأهم من ذلك أنه سيكون وقودًا مستدامًا ومنخفض الانبعاثات، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
10- بطاريات ليثيوم أطول عمرًا بـ750%
تمكَّن باحثون في كوريا الجنوبية من تمديد العمر التشغيلي لبطاريات الليثيوم بنسبة 750%، معتمدين على ألياف نانوية مجوّفة صديقة للبيئة بوصفها طبقات واقية تتحكم في نمو أيونات الليثيوم من خلال وسائل فيزيائية وكيميائية، ما يفتح الباب أمام واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024.
وصنع الباحثون الطبقة الواقية، من خلال عملية العزل الكهربائي الصديقة للبيئة، وبمادة “صمغ الغوار” المستخرجة من النباتات، واستعمال الماء بوصفه مذيبًا وحيدًا، بما يمثّل طريقًا جديدًا للتغلب على قيود الأداء في البطاريات التجارية، إذ يضمن الغشاء المبتكر تدفُّق الأيونات، لضمان طلاء الليثيوم بشكل متناسق.
اليابان تطلق أكبر لوحة شمسية في العالم
05-02-2025
قامت اليابان بابتكار جديد سيحدث نقلة نوعية في مجال الطاقة النظيفة. هذه المرة، يأتي الابتكار من قطاع الطاقة المتجددة في اليابان، حيث تكشف عن لوحة شمسية عملاقة مصنوعة من مادة “البيروفسكايت” التي تعد أحد أحدث التوجهات التكنولوجية في صناعة الطاقة المتجددة.
ثورة في تطبيقات الطاقة الشمسية
تخيل أن كل سطح يمكنه توليد الطاقة، من أسطح المباني إلى محطات الحافلات وحتى السيارات. هذا هو الهدف الذي تسعى اليابان لتحقيقه من خلال هذا الابتكار الجديد. لوحات شمسية مصنوعة من البيروفسكايت، التي تتميز بكونها أكثر كفاءة وأخف وزنًا وأكثر مرونة مقارنة بالخلايا التقليدية المصنوعة من السيليكون. ما يجعلها مثالية لتطبيقات متعددة، مثل تركيبها على الأسطح الصغيرة أو المدمجة، مما يفتح آفاقًا جديدة لتوليد الطاقة النظيفة أينما كان.
التحول الكامل نحو الطاقة المتجددة
منذ حادثة فوكوشيما النووية في عام 2011، عملت اليابان بجد لتقليل اعتمادها على الطاقة النووية وتحقيق. تسعى الحكومة اليابانية لتحقيق انبعاثات كربونية صفرية بحلول عام 2050، ومن هنا، تأتي الألواح الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت كجزء أساسي من هذا التحول. هذه الألواح تهدف إلى توفير طاقة تعادل الطاقة الناتجة عن 20 مفاعلًا نوويًا، وهو هدف طموح لليابان.
مزايا وعيوب هذه التكنولوجيا
ما يميز الألواح الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت عن الألواح التقليدية هو كونها أكثر مرونة وأخف وزنًا. وبالتالي، يمكن تثبيتها على الأسطح التي كانت تعتبر غير صالحة في السابق، مثل أسطح المباني المزدحمة أو السيارات، مما يتيح لليابان تجاوز مشكلة نقص المساحات اللازمة لمزارع الطاقة الشمسية.
ومع ذلك، هناك بعض التحديات التي قد تواجه هذه التكنولوجيا. أولاً، المتانة التي تتمتع بها الألواح الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت أقل من الألواح التقليدية، مما قد يؤثر على عمرها الافتراضي. ثانيًا، التكلفة الأولية لتصنيعها مرتفعة، ولكن يُتوقع أن تنخفض هذه التكلفة مع تقدم الأبحاث والتطورات في هذا المجال.
الطاقة النظيفة في المستقبل
اليابان، من خلال هذا الابتكار، تسعى إلى إعادة تعريف مفهوم الطاقة المتجددة. هذه الألواح الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت ليست مجرد تقنية جديدة، بل هي بداية ثورة في كيفية توليد الطاقة النظيفة في المستقبل. بفضل هذه الابتكارات، قد تجد البشرية نفسها أكثر قدرة على توفير الطاقة بطريقة مستدامة، وفي كل مكان.
أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم
تعلن تطورًا مهمًا
(مصدر الخبر موقع الطاقة الالكتروني)
جانب من أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم – الصورة من موقعها الرسمي
سجلت أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم خطوة من شأنها أن تسرّع بدء إنتاج الكهرباء النظيفة من المشروع الواقع في بحر الشمال قبالة سواحل المملكة المتحدة.
ومن المقرر بدء تركيب خطوط بحرية لنقل الكهرباء المنتجة من المرحلة الثالثة من مزرعة الرياح، وهي دوغر بانك إلى الشاطئ، في مطلع شهر أبريل/نيسان المقبل (2024)،
أكبر مزرعة رياح في دول البلطيق
تنتج الهيدروجين الأخضر
(مصدر الخبر موقع الطاقة الالكتروني)
2024-04-01
إحدى مزارع الرياح البرية – الصورة من منصة “سينرجي نيوز”