سلول‌های نسل جدید نانوسیم برای بهبود عملیات ماهواره‌ای با جذب انرژی خورشیدی در فضا

آینده اکتشافات فضایی بستگی به توانایی بهره‌برداری کارآمد از انرژی در محیط سخت فضا دارد.

پروژه‌ای اروپایی به نام ZEUS تقریبا ۴ میلیون یورو برای پیشبرد تکنولوژی جدید فتوولتاییک دریافت کرده است.

ZEUS بر توسعه سلول‌های خورشیدی نانوسیم نسل جدید تمرکز دارد - تکنولوژی بسیار کارآمد و مقاوم در برابر تابش برای کاربردهای فضایی. این سلول‌های خورشیدی می‌توانند سیستم‌های توان ماهواره‌های مخابراتی مدار پایین زمین را ارتقاء دهند.

پروژه ZEUS - با جذب انرژی بدون اتلاف با استفاده از سلول‌های خورشیدی نانوسیم در فضا - نزدیک به ۴ میلیون یورو (۳,۹۹۸,۶۲۲.۵۰ یورو) برای توسعه در چهار سال آینده دریافت کرده است، به گفته بیانیه مطبوعاتی.

پروژه ZEUS شامل دانشگاه مالاگا (UMA) به همراه دیگر مؤسسات است.

ساختار نازک منحصر به فرد

بیانیه مطبوعاتی اعلام کرده که این نانوسیم‌ها ساختارهایی بسیار نازک و سوزنی شکل هستند که در جذب نور خورشید بسیار خوب عمل می‌کنند. اندازه آنها تنها ۲۰۰ نانومتر قطر دارد که حدود هزار برابر نازک‌تر از موی انسان است.

ترکیب اندازه کوچک، ترتیب خاص و رفتار شبیه به توخالی نانوسیم‌ها به آنها مقاومت استثنایی در برابر تابش و قابلیت بالای جذب نور می‌دهد. در کل، این تکنولوژی را برای استفاده در کاربردهای انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا ایده‌آل می‌سازد.

جالب اینجاست که سلول‌های خورشیدی نانوسیم می‌توانند نزدیک به ۱۰۰٪ نور خورشید را به‌طور کارآمد جذب کنند.

پژوهشگران اشاره کردند که “پوشاندن تقریبا ۱۰ درصد از یک سطح با ماده فعال تمام چیزی است که برای جذب همانند یک لایه نازک که کل سطح از همان ماده را پوشش می‌دهد، نیاز است .

افزایش کارایی

سلول‌های خورشیدی نانوسیم که در حال حاضر در فضا استفاده می‌شوند، کارایی تقریبا ۱۵٪ دارند.

پروژه ZEUS قصد دارد این کارایی را با استفاده از سلول‌های نانوسیم سه پیوندی تقویت کند. این سلول‌ها با استفاده از ترکیبی از مواد نیمه‌هادی III-V ساخته شده‌اند که امکان دستیابی به کارایی نظری تا ۴۷٪ را دارند.

این افزایش قابل توجه در کارایی باعث می‌شود سلول‌های خورشیدی نانوسیم برای تولید انرژی در فضا حتی مؤثرتر شوند.

این پروژه همچنین به بررسی استفاده از مواد سبک و منعطف به عنوان پایه این سلول‌های خورشیدی خواهد پرداخت. این امر به “ایجاد پنل‌های فتوولتاییک بزرگ قابل گسترش کمک خواهد کرد.

به علاوه، تمرکز آن بر دوستدار محیط زیست بودن است. آنها روی کاهش انتشار کربن و استفاده عاقلانه از منابع کار می‌کنند.

انریکه باریگون، مدیر پروژه از UMA، در بیانیه مطبوعاتی گفت: “ZEUS قصد دارد نه تنها پتانسیل تجاری تکنولوژی را نشان دهد بلکه همچنین فواید زیست‌محیطی با استفاده از ارزیابی چرخه حیات سلول‌های خورشیدی نانوسیم، به ویژه برای تولید انرژی در فضا را به نمایش بگذارد”.

دانشگاه مالاگا عمدتا مسئول بررسی دقیق این سلول‌های خورشیدی و آزمایش نحوه عملکرد آنها در فضا خواهد بود.

آزمایشگاه مواد و سطوح دانشگاه این بودجه را تحت برنامه “چالش‌های پیش‌آهنگ Horizon EIC” دریافت کرده است. این بودجه به پیشرفت مجموعه انرژی خورشیدی، انتقال و فن‌آوری‌های رانشی در فضا کمک خواهد کرد.

علاوه بر UMA، دیگر همکاران این پروژه شامل موسسه فراناوفر برای سیستم‌های انرژی خورشیدی ISE (آلمان)، دانشگاه پلی‌تکنیک والنسیا و مؤسسه فناوری بسته‌بندی، حمل و نقل و لجستیک می‌شوند.