محققان دانشگاه امپریال کالج لندن دستگاهی خورشیدی طراحی کرده‌اند که با تقلید از فرایند تعرق برگ گیاهان، حرارت پنل‌های خورشیدی را خنک می‌کند و بازده آن‌ها را تا ۱۰ درصد افزایش می‌دهد. این فناوری نوین علاوه‌بر تولید برق، آب شیرین نیز تولید و آینده انرژی و آب را دگرگون می‌کند.

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، محققان دانشگاه امپریال کالج لندن موفق به طراحی دستگاهی خورشیدی به نام «برگ فتوولتائیک» یا «PV-leaf» شده‌اند که فرایند طبیعی تعرق برگ گیاهان را شبیه‌سازی می‌کند تا مشکلات اساسی پنل‌های خورشیدی سنتی را برطرف کند و بازده آن‌ها را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد. تعرق در گیاهان فرایندی است که طی آن آب از ریشه‌ها به برگ‌ها منتقل و از طریق منافذی به نام روزنه به‌صورت بخار آب به هوا آزاد می‌شود. این فرایند نقش مهمی در خنک کردن گیاه، انتقال مواد مغذی و حفظ فشار داخلی سلول‌ها دارد. با الهام از این سازوکار طبیعی، پژوهشگران دستگاهی ساخته‌اند که با استفاده از الیاف طبیعی و هیدروژل‌ها، رگبرگ‌های برگ را شبیه‌سازی و حرارت تولیدی در سلول‌های خورشیدی را دفع می‌کند.

یکی از چالش‌های اصلی پنل‌های خورشیدی، کاهش بازده به‌دلیل افزایش دماست؛ زیرا گرمای اضافه موجب افت عملکرد و آسیب به سلول‌ها می‌شود. روش‌های سنتی برای حذف گرما همچون استفاده از فن‌ها و پمپ‌ها، علاوه‌بر پیچیدگی و هزینه زیاد، کارآمدی لازم را ندارند. فناوری «برگ فتوولتائیک» با بهره‌گیری از فرایند مشابه تعرق گیاه، بدون نیاز به تجهیزات مکانیکی، به‌صورت مقرون‌به‌صرفه و کارآمد گرما را دفع می‌کنند. به این ترتیب این فناوری می‌تواند تا حدود ۱۰ درصد برق بیشتری نسبت به پنل‌های خورشیدی معمولی تولید کند، در حالی که پنل‌های سنتی ممکن است تا ۷۰ درصد انرژی خورشیدی را به‌دلیل گرمای اضافی از دست بدهند.

علاوه‌بر بهبود بازده انرژی، این فناوری ظرفیت تولید آب تازه را نیز داراست و هر متر مربع از آن می‌تواند در شرایط مطلوب بیش از ۱.۱ لیتر آب شیرین در ساعت تولید کند. این ویژگی به‌ویژه برای مناطق بیابانی یا مناطقی که با کمبود آب روبه‌رو هستند، اهمیت زیادی دارد. تخمین‌ها نشان می‌دهد با استفاده گسترده از این فناوری می‌توان سالانه بیش از ۴۰ میلیارد متر مکعب آب تازه تولید کرد که بخشی از چالش جهانی کمبود آب را کاهش خواهد داد.

از منظر اقتصادی نیز این فناوری بسیار مقرون‌به‌صرفه است و هزینه ساخت آن تنها حدود ۲ درصد بیشتر از پنل‌های خورشیدی استاندارد و دوره بازگشت سرمایه آن کمتر از شش ماه برآورد شده است. بنابراین «برگ فتوولتائیک» نه‌تنها به افزایش تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر کمک می‌کند، بلکه می‌تواند نقشی مؤثر در تأمین آب آشامیدنی سالم داشته باشد و در نهایت در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و مقابله با تغییرات اقلیمی تأثیرگذار باشد.

نوآوری فناورانه حاضر با الهام از فرایندهای طبیعی، فراتر از تولید برق عمل و همزمان انرژی، آب تازه و خنک‌سازی را فراهم می‌کند. این امر می‌تواند به‌طور چشمگیری آینده فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر را متحول و چالش‌های جهانی انرژی و آب را همزمان حل کند. این دستاورد فرصت‌های جدید و مهمی برای توسعه پایدار و حفظ منابع طبیعی جهان فراهم می‌کند.

کد خبر 892147