سيتم إطلاق النظام الصغير الذي طوره البروفيسور جيفري جوردون لاستخدام الطاقة الشمسية في الفضاء لسلسلة من الاختبارات في ظل ظروف دقيقة على محطة الفضاء الدولية في أوائل عام 2020
ستطلق وكالة الفضاء ناسا نموذجًا أوليًا مصغرًا لمولد الطاقة الشمسية الذي تم تطويره في جامعة بن غوريون إلى محطة الفضاء الدولية في عام 2020. الجهاز المبتكر لإنتاج الكهرباء من ضوء الشمس هو نتاج تطوير البروفيسور (الفخري) جيفري جوردون من قسم الطاقة الشمسية والفيزياء البيئية في معهد بلاوستين لأبحاث الصحراء وشركائه من الولايات المتحدة الأمريكية، ويعد خطوة مهمة نحو الرحلات الفضائية التجارية الخاصة. تم نشر التطوير والتجارب في العدد الأخير من مجلة Optics Express المرموقة. يتم تمويل البحث بمنحة من وزارة العلوم والتكنولوجيا.
المهام الفضائية ليست مسألة معقدة بالنسبة للهيئات العسكرية أو الحكومية ذات الميزانيات الكبيرة. ومع ذلك، بالنسبة للكيانات التجارية والخاصة، فإن التكلفة المعنية لها أهمية قصوى. خاصة وأن شركات الفضاء الخاصة قامت بتخفيض تكاليف الإطلاق بشكل كبير، لذا تشكل أنظمة الطاقة الشمسية الآن جزءًا أكبر من تكلفة النظام. وبما أن سوق الفضاء الخاص قد نما بسرعة هائلة وأصبح صناعة بأكملها تدر أكثر من مليار دولار سنويًا وتضم عشرات الشركات، فقد نشأت الحاجة إلى ابتكار وتنفيذ حلول طاقة شمسية مبتكرة وقابلة للتنفيذ. إن تطبيق أجهزة الطاقة الشمسية المصغرة، والتي يمكنها تحسين إنتاج طاقة كهربائية محددة (واط لكل كيلوغرام) بسعر مناسب، يمكن أن يلبي هذه الحاجة.
يتميز النموذج الأولي الذي تم تطويره بمركز شمسي مدمج ومنخفض الكتلة مصنوع من الزجاج المصبوب ومقترن مباشرة بالخلايا الشمسية المطبوعة، ويتكون كل منها من عدة مواد مختلفة تستخدم معًا معظم الطيف الشمسي بكفاءة. ويتميز النموذج الأولي بأنه رقيق للغاية بحيث يبلغ سمكه الإجمالي 1.7 ملم فقط، بينما يبلغ سمك الخلايا الشمسية الملحقة بجوانبه 0.65 ملم. ومن المزايا الملحوظة للجهاز هو تسامحه البصري مع الأخطاء في توجيه الخلايا نحو الشمس، والاهتزازات الهيكلية والتشوه الحراري، مع توفير طاقة كهربائية محددة مخصصة للمهمة بكفاءة غير مسبوقة.
قررت وكالة الفضاء ناسا إرفاق النموذج الأولي لإطلاقها الأول عام 2020 بمحطة الفضاء الدولية حتى يتمكنوا من اختبار تأثير الإشعاع الكوني والاختلافات الهائلة في درجات الحرارة أثناء الانتقال خارج الأرض. ويعمل الفريق حاليًا على تطوير الجيل الثاني الذي يمكنه زيادة إمدادات الطاقة الكهربائية المحددة بشكل أكبر ويعتمد على خلايا شمسية أكثر كفاءة، تم تطويرها في مختبر البحرية الأمريكية، بسمك 0.17 ملم فقط (للمقارنة، سمك الورق 0.10 ملم). وبما أن أبعاد مركز ضوء الشمس تعتمد على حجم الخلية، فإن سماكة مجموعة الجيل الثاني ستكون أقل من 1.0 مم.
وبعد التحقق من سلامة المادة واستقرارها في ظروف العمل في الفضاء، من المتوقع أن يستخدم الجهاز ليس فقط في البعثات الخاصة ولكن أيضا في مهمات وكالات الفضاء في الفضاء السحيق التي تتطلب طاقة كهربائية عالية للدفع الكهربائي (على سبيل المثال في البعثات إلى المشتري وزحل).
تعليقات 4
مرحبًا جاي، لقد عرفت البروفيسور جيف جوردون وأعماله وأبحاثه منذ حوالي 25 عامًا،
لسوء الحظ، أنا على دراية بالتطور والتكنولوجيا التي يعمل عليها جوردون، والتي تسمى باللغة المهنية
خلية تتالي
إنها ليست جديدة وقد تمت تجربتها في الماضي ومن الواضح أنها ليست اقتصادية
المشكلة هي أن الباحثين، وليس الصناعيين، هدفهم غير المعلن هو مواصلة البحث وعدم الوصول أبدًا إلى منتج صناعي نهائي. أن نستمر في جذب التمويل البحثي من الجامعة والدولة، وفي هذه الحالة في اتفاقيات تعاون مع الأمريكان الذين يدفعون لنا ما يعادل الدولارات في اتفاقهم لطرح تجربة في الفضاء لن تجلب أو تساهم في شيء.
ليس من قبيل الصدفة أن سعر Luoat لم يتم الإشارة إليه في هذا المقال العلمي الذي تم نشره بالفعل منذ شهر في أخبار الطاقة، بما في ذلك تعليقاتي
السلة المتتالية هي محاولة لوضع خلايا شمسية مصنوعة من مواد مختلفة فوق بعضها البعض، كل منها يستقبل فجوة نطاقية مختلفة (نطاق الأطوال الموجية) وبالتالي زيادة نطاق الطيف الذي تستجيب له الخلية المتكاملة، أي إذا خلية عادية متعددة أو أحادية البلورية تنشط بين أطوال موجية من 300 إلى 370 نانومتر من الضوء المرئي وتنبعث منها حوالي 1.4 إلكترون فولت لكل سم مربع، وإذا وضعنا عليها خلية زرنيخيد الغاليوم، فسوف تضيف طولًا موجيًا نشطًا آخر بين 370 و450 نانومتر. ، وإذا أضفنا فوقها خلية سيليكون غير متبلورة، ستضيف ما يصل إلى 700 نانومتر تقريبًا، وهي بداية الأشعة تحت الحمراء. وبالتالي فإن الخلية المدمجة سوف تستجيب لمجموعة واسعة من الضوء - وهذا صحيح فيزيائيا
ولكن هذا غير صحيح اقتصاديا، فالخلايا المجمعة تخرج سميكة جدا
وبدلا من سمك 280 ميكرون، يتم الحصول على سمك نصف سم يصل إلى 1.5 ملم
العمل مكلف وثقيل وغير اقتصادي!
الخلايا الطبيعية أحادية ومتعددة البلورات سمكها 150-300 ميكرون وحجمها 6-8 بوصات (وليست عملة معدنية) وكفاءتها 20 بالمئة
بسعر 20 سنتا!
أرخص بخمس مرات من خلية جوردون وأكثر كفاءة مرة ونصف
نير
لا تكن القزم.
احتيال فضائي آخر من ناسا... كذبة فقط من كذبة الهبوط على القمر... متى سيدركون أن الفضاء احتيال وليس حقيقي؟
لم يتم تحديد استخدام الخلية. ماذا عن استخدام الخلايا الكهروضوئية المتقدمة عبر KDA؟