Επαναστατική Πρόοδος: Φωτοβολταϊκά Παράγουν Ρεύμα σε Βάθος 10 Μέτρων στη Θάλασσα
Μια πρωτοποριακή τεχνολογία φωτοβολταϊκών κυψελών, ικανών να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια ακόμη και σε βάθος 10 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, δοκιμάστηκε επιτυχώς από ερευνητές στη Νότια Σινική Θάλασσα. Η καινοτομία αυτή φιλοδοξεί να προσφέρει μια διαρκή λύση στην πρόκληση της τροφοδοσίας υποβρύχιων συστημάτων, όπως αισθητήρες, κάμερες και αυτόνομα ρομπότ, τα οποία μέχρι σήμερα εξαρτώνται αποκλειστικά από τις περιορισμένες δυνατότητες των μπαταριών.
Το πείραμα, που διεξήχθη σε πραγματικές θαλάσσιες συνθήκες ανοιχτά των νησιών Βέιτζοου της Κίνας, κατέδειξε την ικανότητα των φωτοβολταϊκών κυψελών να παράγουν 324 μιλιβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας εντός δύο ωρών σε βάθος 10 μέτρων. Η ποσότητα αυτή αποδείχθηκε επαρκής τόσο για τη φόρτιση μπαταριών ιόντων λιθίου όσο και για την τροφοδοσία συσκευών LED.
<!– /68452758/www.moneyreview.gr/moneyreview.grCategorySB1 –>
Σύμφωνα με τα ευρήματα της έρευνας, τα οποία δημοσιεύτηκαν στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Joule της Cell Press, η πρόκληση της υποβρύχιας παραγωγής ενέργειας είναι σημαντική. Καθώς το ηλιακό φως διεισδύει στο νερό, ένα μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας απορροφάται ή διαχέεται. Σε βάθος 10 μέτρων, οι συνθήκες φωτισμού διαφέρουν δραστικά από την επιφάνεια, καθιστώντας τα συμβατικά φωτοβολταϊκά ακατάλληλα για αποτελεσματική αξιοποίηση του εναπομείναντος φωτός. Για την υπέρβαση αυτού του εμποδίου, οι ερευνητές επέλεξαν κυψέλες περοβσκίτη, οι οποίες προσαρμόστηκαν ώστε να απορροφούν αποτελεσματικά τα μήκη κύματος του φωτός που φτάνουν σε τέτοια βάθη.
<!– /68452758/www.moneyreview.gr/moneyreview.grCategorySB2 –>
Σε εργαστηριακές συνθήκες, όπου προσομοιώθηκαν οι συνθήκες φωτισμού στα 10 μέτρα, οι κυψέλες περοβσκίτη παρουσίασαν εντυπωσιακή απόδοση μετατροπής ενέργειας 34,71%. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτό το ποσοστό αφορά το συγκεκριμένο προσομοιωμένο υποβρύχιο φάσμα και δεν μπορεί να συγκριθεί άμεσα με την απόδοση συμβατικών φωτοβολταϊκών πάνελ στην επιφάνεια. Υπό τις τυπικές συνθήκες μέτρησης φωτοβολταϊκών, η πιστοποιημένη απόδοσή τους ανέρχεται σε 16,79%.
Επιπλέον, οι δοκιμές έδωσαν ενθαρρυντικές ενδείξεις για την ανθεκτικότητα της τεχνολογίας. Η μελέτη αναφέρει ότι οι κυψέλες παρουσίασαν σχεδόν μηδενική υποβάθμιση της απόδοσής τους μετά από 1.160 ώρες λειτουργίας σε συνθήκες που προσομοίαζαν βάθος 10 μέτρων. Με βάση δοκιμές επιταχυνόμενης γήρανσης, οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι κυψέλες θα μπορούσαν να διατηρήσουν τουλάχιστον το 80% της αρχικής τους απόδοσης για περίπου 5,5 χρόνια υπό αντίστοιχες υποβρύχιες συνθήκες.
<!– /68452758/www.moneyreview.gr/moneyreview.grCategorySB1 –>
Ο πρωταρχικός στόχος αυτής της τεχνολογίας δεν είναι η δημιουργία εκτεταμένων υποβρύχιων φωτοβολταϊκών πάρκων, αλλά η κάλυψη ενεργειακών αναγκών για εφαρμογές με πολύ μικρότερες απαιτήσεις, οι οποίες όμως χρειάζονται μεγάλη αυτονομία. Σήμερα, πληθώρα υποβρύχιων αισθητήρων, καμερών και συστημάτων παρακολούθησης βασίζονται σε μπαταρίες, η δε συντήρηση και αντικατάστασή τους καθίσταται όλο και πιο δυσχερής και δαπανηρή όσο αυξάνεται η διάρκεια λειτουργίας τους. Η δυνατότητα παραγωγής ενέργειας επί τόπου μπορεί να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής αυτών των συστημάτων, από την παρακολούθηση του θαλάσσιου περιβάλλοντος έως τη λειτουργία αυτόνομων υποβρύχιων οχημάτων. Η ερευνητική ομάδα έχει ήδη ενσωματώσει τις νέες κυψέλες σε υποβρύχια ρομπότ κατά τις δοκιμές της στη Νότια Σινική Θάλασσα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, πρόκειται για την πρώτη επιτυχημένη επίδειξη λειτουργίας υποβρύχιων φωτοβολταϊκών σε πραγματικές θαλάσσιες συνθήκες σε τέτοιο βάθος, καθώς προηγούμενες έρευνες είχαν περιοριστεί σε πολύ μικρότερα βάθη.
<!– /68452758/www.moneyreview.gr/moneyreview.grCategorySB2 –>
«Ο συνδυασμός των εργαστηριακών ερευνών και των δοκιμών πεδίου προσφέρει ισχυρές αποδείξεις για τη λειτουργικότητα των υποβρύχιων φωτοβολταϊκών», δήλωσε ο Wen-Hua Zhang από το Πανεπιστήμιο Yunnan, ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης.
Η επόμενη πρόκληση είναι η εξερεύνηση ακόμη βαθύτερων θαλάσσιων περιοχών. Οι ερευνητές σχεδιάζουν νέα πειράματα για να προσδιορίσουν το μέγιστο βάθος στο οποίο η τεχνολογία μπορεί να παραμείνει αποδοτική, καθώς και να αναπτύξουν τυποποιημένες μεθόδους αξιολόγησης των υποβρύχιων φωτοβολταϊκών.
MoneyReview.gr
Λίθιο: Η νέα γέφυρα Καναδά–Ινδίας για τις μπαταρίες – Συμφωνία για 5.000 τόνους τον χρόνο
<!– /68452758/www.moneyreview.gr/moneyreview.grCategorySB_1 –>
Ρεύμα από τη Σαχάρα: Το ευρωπαϊκό στοίχημα των 25 δισ. ευρώ
Είναι το έλαιο μακαούμπα η κηροζίνη του μέλλοντος;
