حققت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست”، ابتكارًا علميًا، بعد تطويرها نظام تبريد جديد يعمل بالجاذبية بدلًا من الكهرباء.
نظام تبريد الخلايا الشمسية
وكشف “كاوست”، عن جهاز لتبريد الخلايا الشمسية وتقنيات أشباه الموصلات الأخرى لا يحتاج إلى الكهرباء، ويستخدم خلاله الماء من الهواء باستخدام الجاذبية فقط.
ويعتمد الجهاز على مواد رخيصة ومتاحة بسهولة، كما يمكن إعادة استخدام المياه الناتجة في الري والغسيل وتبريد المباني التي توضع عليها الخلايا الشمسية وغيرها من التطبيقات.
وجاء هذا الإنجاز عن طريق فريق بحثي دولي بقيادة البروفيسور تشياو تشيانغ غان من جامعة “كاوست”. والذي بنى استنتاجاته؛ على أن توافر أشعة الشمس بكثرة والاستثمار الكبير في تقنية الخلايا الشمسية منح المملكة العربية السعودية موقعًا متميزًا في تحولها لتكون مصدرًا رائدًا للطاقة المتجددة حاليًا.
الطاقة الخضراء في السعودية
وتمثل الطاقة الشمسية أكثر من 80 % من إجمالي الطاقة الخضراء في المملكة؛ وهناك مفارقة مثيرة تتعلق بهذه الخلايا. فتشغيلها يرفع من درجة حرارتها؛ لذا تعد أنظمة التبريد ضرورية، لكن العديد منها يعتمد على الكهرباء.
وعلى الرغم من أن هذه التقنيات تحقق نتائج جيدة إلى حد ما، إلا أنها في المناطق القاحلة. مثل المملكة العربية السعودية تحتاج إلى كهرباء لجمع كميات مناسبة من المياه. ويُشكل هذا الطلب عائقًا أمام استخدام الخلايا الشمسية في المناطق الريفية والنائية بالمملكة؛ حيث إن من العوامل التي تؤثر سلبًا على الكفاءة التصاق الماء بسطح جهاز التجميع.
وتم اكتشاف أنه من خلال إضافة طلاء مزلّق خاص يتكون من مزيج من البوليمر التجاري وزيت السيليكون. يمكن تحسين جمع المياه باستخدام الجاذبية فقط. فيما يُعد هذا المشروع الذي نشرت دراسته البحثية في المجلة العلمية “Advance Materials”. أحد المشاريع النشطة في مركز التميّز للطاقة المتجددة والتقنيات المستدامة الجديد في “كاوست”.
تقنيات جمع المياه
وقدر العلماء، أن كمية المياه في الغلاف الجوي تعادل ستة أضعاف المياه الموجودة في الأنهار جميعها. وأنه يمكن جمع هذه المياه باستخدام تقنيات جمع المياه من الغلاف الجوي.
من جانبه، أكد البروفيسور تشياو تشيانغ غان؛ أن أحد التحديات الشائعة في أنظمة تجميع المياه من الهواء. هو أن قطرات الماء غالبًا ما تلتصق بسطح الجهاز؛ ما يتطلب تجميعًا نشطًا للمكثفات؛ لكن بفضل الطلاء الذي طورناه تمكن الفريق البحثي من القضاء على هذه المشكلة بشكل فعال.
ويذكر أن الجهاز الجديد تم اختباره 6 مرات على مدار عام في ظروف طبيعية بمدينة ثول؛ التي تقع على بعد حوالي 100 كم شمال جدة. كما أظهر قدرته على مضاعفة معدل تجميع المياه بشكل واضح مقارنة بالتقنيات البديلة المستخدمة لجمع المياه من الغلاف الجوي. هذا بالإضافة إلى كفاءته في تجميع المياه.