گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
پنل ضد خورشیدی ایده عجیبی برای تولید برق در تاریکی شب و زمانی بوده که خورشید در آسمان نیست؛ در همین رابطه دانشمندان به پیشرفتی جدی و مهم در عملی کردن ایده مورد نظر دست یافته‌اند.
پنل ضد خورشیدی وسیله‌ای دقیقا عکس صفحات خورشیدی بوده که با تابش نور آفتاب، برق تولید می‌کنند. ایده چنین صفحاتی از مدت‌ها پیش مطرح شده، اما به نظر می‌رسد که پیشرفت اخیر دانشمندان در مورد ساخت پنل‌های مورد نظر می‌تواند امکان تولید انرژی پاک در تاریکی شب را فراهم کند.
ایده پنل ضد خورشیدی
مدت‌هاست که محققان مشغول کار روی ایده توسعه فناوری هستند که بتواند بدون وابستگی به نور آفتاب برق تولید کند. در همین رابطه، دستاوردی که هم‌اکنون قصد بررسی آن را داریم، برعکس فرآیند تابش حرارت به پنل‌های خورشیدی و تولید برق، با فرآیندی معکوس الکتریسیته تولید می‌کند. در واقع وقتی صفحات مورد نظر در طول روز با نور خورشید داغ می‌شوند، می‌توان در تاریکی شب با نشانه رفتن آن‌ها به سمت فضای بی‌انتها، حرارت موجود را به فضا پس داد و از این طریق الکتریسیته تولید کرد.
این حرارت به شکل تشعشعات مادون قرمز به سمت فضا منتشر می‌شوند و عملا با معکوس کردن فرآیند داغ شدن صفحات، این مرتبه با سرد کردن پنل‌ها برق تولید می‌کنیم. این ایده در دنیای آکادمیک با نام سرمایش تابشی (radiative cooling) شناخته می‌شود و اگر بتوان به شکلی از فرآیند مورد نظر الکتریسیته استخراج کرد، می‌توان نور مورد نیاز برای روشن کردن شهرها در شب را از این طریق تامین کرد. این در حالی بوده که ذخیره کردن برق تولیدی با پنل‌های خورشیدی در طول روز بسیار هزینه‌بر بوده و ایده پنل ضد خورشیدی می‌تواند راه‌حلی کم‌خرج برای چنین مشکلی باشد.
اثبات عملی بودن ایده
دانشمندان دانشگاه معروف استنفورد با استفاده از مدل ترمودینامیکی یک ژنراتور برق ترموالکتریک، نوعی پنل ضد خورشیدی را در پشت‌بام یک ساختمان ساخته‌اند که می‌تواند در تئوری به ازای هر مترمربع 2.2 وات برق تولید کند.
این ژنراتور به باتری یا هر منبع انرژی خارجی دیگری احتیاج ندارد و در حالی که این اولین تلاش محققان جهان برای عملی کردن ایده مورد نظر نبوده، مدل دانشگاه استنفورد از تمامی طرح‌های قبلی حدودا 120 برابر کارایی بیشتری دارد. در واقع محققان اعلام کرده‌اند که طرح مورد نظر با چرخه موتور حرارتی کارنو برابری می‌کند؛ چرخه کارنو به عنوان ایدئالی در دنیای ترمودینامیک در نظر گرفته می‌شود و تمامی تلاش دانشمندان حوزه مورد نظر، رساندن کارایی سیستم‌های موجود به بازدهی چرخه کارنو است.
در مقاله منتشر شده توسط دانشگاه استنفورد گفته شده که نتایج تولید الکتریسیته از طریق سیستم اخیر از تمامی طرح‌های پیشین بیشتر بوده و شاید بتوان از این طریق واقعا در تاریکی شب برق تولید کرد.
در دستاورد اخیر، دانشمندان فناوری‌های موجود در مورد سرمایش تابشی و ژنراتورهای ترموالکتریک را بهینه‌سازی کرده و به سیستمی رسیدند که ژنراتور در آن تنها 1 درصد از فضای کلی مورد نیاز را اشغال می‌کند. در واقع ژنراتورهای مورد نظر گران‌قیمت‌ترین وسایل به کار رفته در عملی کردن ایده پنل ضد خورشیدی هستند و می‌توان گفت که کاهش نقش آن‌ها به ساخت پنل‌هایی در دنیای واقعی کمک می‌کند و هزینه‌های کلی این سیستم شگفت‌انگیز را به مراتب پایین‌تر می‌آورد.
چالش‌های ساخت نمونه‌های واقعی
محققان استنفورد با استفاده از مدل‌های کامپیوتری، پارامترهای دنیای واقعی را در شبیه‌ساز ایده خود لحاظ کرده‌اند و این‌طور که به نظر می‌رسد، روی کاغذ، طرح ارائه شده توسط آن‌ها بهترین بازدهی ممکن برای تولید انرژی در تاریکی شب را فراهم می‌کند.
لینگلینگ فن (Lingling Fan)، یکی از نویسندگان تحقیق اخیر می‌گوید که او و همکارانش مشغول کار روی ساخت سیستمی هستند که با کمترین هزینه ممکن، امکان تولید برق در شب را برای مردم سراسر جهان فراهم می‌کند. از طرف دیگر کارایی طرح دانشگاه استنفورد تنها به این شکل از تولید الکتریسیته محدود نمی‌شود و حتی می‌توان انرژی‌های به هدر رفته در حرکت اتومبیل‌ها و وسایل نقلیه گوناگون را به این شکل مجددا بازیافت.
البته همان‌طور که اشاره شد، ایده فن و همکارانش همچنان در سطح تئوری بوده و عملی کردن آن در دنیای واقعی شاید بسیار چالش‌برانگیزتر از آن چیزی باشد که تصور می‌کنیم. فن در این رابطه می‌گوید که در مراحل بعدی چالش‌های مختلفی برای ساخت نمونه اولیه این ایده بر سر راه او و همکارانش وجود دارند، اما با این حال، کار روی تکنولوژی که برای تولید برق نیازی به سوزاندن سوخت‌های فسیلی نداشته باشد، بسیار ارزشمند و قابل احترام است.
مقاله تیم دانشگاه استنفورد در مورد پنل ضد خورشیدی در ژورنال “Optics Express” منتشر شده است.