تطوير جهاز يمكن دمجه مع الألواح الشمسية لتتمكن من الإستمرار في توليد الكهرباء حتى عندما تكون مغطاة بالثلوج

قد يكون تطوير مولدات الطاقة التي يمكن أن تعمل في البيئات الثلجية  صعب التحقيق ،الآن ابتكر باحثون من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس جهازاً جديداً يعد الأول من نوعه يولد الكهرباء من تساقط الثلوج وأطلقوا عليه اسم (Snow-TENG) وهو اختصار لتعبير (triboelectric nanogenerator ) حيث صمم هذا الجهاز من مادة السيليكون التي تعمل على جذب الشحنات الساكنة عبر ذرات الثلج ممَّا يؤدي إلى توليد الكهرباء. و استقر الفريق على اختيار السيليكون بعد اختبار عدد كبير من المواد  باعتباره اكثر فاعليه و لتوفره وسهولة تصنيعه وانخفاض كلفته.

🔸مبدأ العمل:
يقوم الجهاز بتوليد شحنة كهربائية من خلال التبادل الإلكتروني مع الشحنات الساكنة الموجودة في ذرات الثلج ، حيث تنتج الكهرباء الساكنة من تفاعل مادة واحدة تلتقط الإلكترونات، وأخرى تطرد الإلكترونات ، فعندما يسقط الثلج المشحون إيجابيا على صفيحة سيليكون ذات شحنة سالبة، تنتج الكهرباء الثابتة كردة فعل ناجمة عن الشحنتين المتعارضتين.

🔸تطبيقاته:

يمكن استخدام (Snow-TENG) كمنتج للطاقة ومستشعر متعدد الوظائف

حيث يمكنه توليد قدرة تصل إلى (0.2mW/m2)  وتيار حول (40μA / m2 )و يصل جهد الدائرة المفتوحة حتى 8 فولت.

يمكن استثمار الجهاز كمحطة أرصاد جوية مصغرة لتوفير معلومات  عن كمية الثلج التي تسقط، والاتجاه الذي يسقط فيه الثلج، واتجاه الريح وسرعتها

كما يمكن أن يستغل في جيل جديد من الأجهزة كجهاز استشعار يمكن توصيله بأسفل الأحذية أو الزلاجات لتتبع أداء الرياضيين عند ممارسة الرياضات الشتوية كالتزلج.

يقلل تراكم الثلوج من كمية أشعة الشمس التي تصل إلى مصفوفة الألواح الشمسية ، مما يحد من طاقة إنتاج الألواح ويجعلها أقل فعالية. لذلك اقترح الباحثون إنه يمكن دمج الجهاز الجديد في الألواح الشمسية لتوفير مصدر طاقة مستمر عند تساقط الثلوج.

يمكن أن يعمل الجهاز في المناطق النائية لكونه لا يحتاج إلى بطاريات.

تكمن المشكلة في أن (Snow-TENG) في شكله الحالي  ينتج كمية ضئيلة جدًا من الكهرباء – حيث تبلغ كثافة القدرة المنتجة 0.2mW/m2 .

---

Story Source:

The above post is reprinted from materials provided by UCLA.  Note: Materials may be edited for content and length.

---