خلايا شمسية تعمل تحت الماء

الولايات المتحدة الأمريكية

خلايا شمسية تعمل تحت الماء

وصف الاختراع :

تمكن العلماء بمختبر الأبحاث البحرية ( Naval Research Laboratory) بالولايات المتحدة الأمريكية من ابتكار خلايا شمسية تعمل تحت الماء. حيث تستطيع تلك الخلايا الشمسية الجديدة توليد مقدار من الطاقة الكهربية كافي لتشغيل بعض الآلات تحت الماء حتى عمق يصل إلى 9 أمتار.

هناك العديد من العوائق
التي كانت تواجه تطوير خلايا شمسية تعمل تحت سطح الماء. أولى تلك العوائق
هو انخفاض شدة الضوء كلما زاد العمق تحت سطح الماء؛ وذلك بسبب امتصاص جزء
كبير من أشعة الشمس بواسطة الماء. بالإضافة إلى هذا يتم فلترة أشعة الضوء بواسطة المياه ليصبح الجزء المتبقي من الضوء عدد من الأمواج
الطولية الخاصة باللونين الأزرق والأخضر. ليصير بذلك التحدي لدى العلماء
هو القدرة على تصميم خلايا شمسية قادرة على تحويل هذا العدد الضئيل من الفوتونات إلى طاقة كهربائية بكفاءة مناسبة.

وقد تغلب علماء مختبر الأبحاث البحرية على تلك العوائق عبر استخدام مادة جديدة لصنع الخلايا الشمسية. فبدلاً من استخدام
بلورات السيليكون أو السيليكون الغير متبلور في صنع الخلايا الشمسية، يتم
استخدام "فوسفيد الجاليوم والإنديوم" ((gallium indium phosphide (GaInP)
لتصنيع خلايا شمسية جديدة قادرة توليد كهرباء في حالة ضعف شدة الإضاءة
وقلة الفوتونات. حيث تتميز هذه المادة الجديدة بقدرتها على العمل بكفاءة
عند تسليط ضوء عليها يتراوح طوله الموجي بين 400 و 700 نانومتر، بجانب هذا
فهي ذات كفاءة أعلى من السيليكون خاصة في الأطوال الموجية الخاصة باللونين الأزرق والأخضر، بالإضافة إلى قدرتها على العمل لدى الإضاءة الضعيفة. كل هذه المميزات تجعلها مثالية للعمل تحت الماء.

الخلايا الشمسية الجديدة أثبتت كفاءتها العالية خلال التجارب التي أجراها العلماء عليها. فمتر مربع واحد من الخلايا الشمسية قادر على توليد مقدار من الطاقة الكهربائية قدرته 7 وات، وذلك على عمق يقدر بحوالي 9 أمتار.

مزايا الاختراع :

تتميز هذه الخلايا الشمسية
الجديدة بقدرتها على العمل تحت الماء بكفاءة عالية بخلاف الخلايا الشمسية
السابقة. وستستخدم هذه الخلايا الشمسية لإمداد بعض الآلات بالطاقة
وتشغيلها ذاتياً. حيث سيتم تزويد بعض المجسات البيئية الموضوعة في مياه
البحار والمحيطات بتلك الخلايا الشمسية لتتمكن من العمل بشكل ذاتي.

_________________