توسط : 
دانشمندان نسل تازهای از فناوری خورشیدی با عنوان «پنل خورشیدی معکوس» یا دیود ترموتشعشعی ساختهاند؛ سامانهای که بهجای جذب نور خورشید، با انتشار تابش مادون قرمز (گرما) به محیط سرد اطراف، برق تولید میکند.
انرژی خورشیدی در دهههای اخیر رشدی چشمگیر را تجربه کرده است؛ رشدی که عمدتاً ناشی از کاهش هزینهها و افزایش تقاضای جهانی بوده است. برآوردها نشان میدهد که تنها در سال ۲۰۲۵، ظرفیت جدید انرژی خورشیدی افزودهشده در جهان حدود یکسوم بیشتر از سال ۲۰۲۴ بوده است.
با این حال، با وجود مزیتهای اقتصادی و زیستمحیطی، توسعه سریع انرژیهای تجدیدپذیر با چالشهایی جدی همراه است؛ از جمله ناهماهنگی زیرساختهای شبکه و انتقال برق، و همچنین ناپایداری ذاتی تولید برق خورشیدی و بادی.
برخلاف نیروگاههای سوخت فسیلی که میتوانند تولید خود را متناسب با تقاضا تنظیم کنند، انرژی خورشیدی و بادی به شرایط طبیعی وابستهاند. تولید برق خورشیدی به طول روز و شدت تابش بستگی دارد و در بسیاری از موارد، بیشترین تولید آن با زمان اوج مصرف همزمان نیست. همین مسئله، مدیریت شبکه برق را پیچیده میکند.
در پاسخ به این چالش، گروهی از پژوهشگران استرالیایی در دانشگاه نیو ساوت ولز در حال توسعه نوعی پنل خورشیدی هستند که میتواند در شب نیز برق تولید کند. به گزارش اویلپرایس، این فناوری که میتوان آن را نسخه «معکوس» پنلهای خورشیدی دانست، بهجای جذب نور، گرمای ذخیرهشده در زمین را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. هسته اصلی این سامانه، یک نیمهرسانا موسوم به دیود ترموتشعشعی است که قادر است گرما را به برق تبدیل کند.
مبنای کار این دیودها بر این اصل استوار است که زمین در طول روز انرژی خورشیدی را جذب میکند و پس از غروب خورشید، این انرژی را بهصورت تابش مادون قرمز به محیط اطراف بازمیتاباند. دیودهای ترموتشعشعی با انتشار این تابش حرارتی به محیط سردتر، اختلاف انرژی ایجاد کرده و از آن برای تولید جریان الکتریکی بهره میگیرند.
تیم تحقیقاتی UNSW کار خود را بر پایه پژوهشها و مدلسازیهای پیشین انجامشده در دانشگاههای هاروارد و استنفورد آمریکا آغاز کرده است. پژوهشگران استرالیایی در سال ۲۰۲۲ برای نخستین بار موفق شدند با استفاده از یکی از این دیودها، «تولید مستقیم توان الکتریکی» را بهطور عملی نمایش دهند؛ دستاوردی که نقطه عطفی در توسعه این فناوری محسوب میشود.
با وجود این پیشرفتها، این فناوری هنوز فاصله زیادی تا رقابت با پنلهای خورشیدی رایج دارد. به گزارش شبکه سیانان، میزان برق تولیدی دیودهای ترموتشعشعی در شرایط فعلی حدود ۱۰۰ هزار برابر کمتر از یک پنل خورشیدی معمولی است. با این حال، پژوهشگران معتقدند که با بهبود مواد نیمهرسانا و طراحی سامانهها، این فاصله میتواند در آینده کاهش یابد.
در کوتاهمدت، انتظار میرود این دیودها بتوانند در شب انرژی مورد نیاز دستگاههای کممصرف را تأمین کنند؛ کاربردی که میتواند به کاهش وابستگی به باتریها یا شارژ مجدد آنها کمک کند. پروفسور نِد اکینز-داوکس، سرپرست این پروژه در دانشگاه نیو ساوت ولز، میگوید: «بسیاری از مردم شبها وایفای خود را روشن میگذارند و تلفنهای همراهشان را شارژ میکنند. در این بازه زمانی یک بار الکتریکی سبک وجود دارد که دیودهای ترموتشعشعی میتوانند در آینده بخشی از آن را تأمین کنند.»
کاربردهای بالقوه این فناوری میتواند فراتر از مصرف خانگی باشد. در چشماندازی بلندمدت، دیودهای ترموتشعشعی میتوانند برای تأمین انرژی ماهوارههای مدار زمین مورد استفاده قرار گیرند. این ماهوارهها بهطور مداوم و در چرخههایی حدود ۴۵ دقیقهای، بین روشنایی خورشید و تاریکی فضا جابهجا میشوند. استفاده از این دیودها میتواند به تأمین انرژی ماهوارهها در دورههایی که از نور خورشید محروماند و در دمای بسیار پایین فضا قرار دارند، کمک کند.
در مجموع، اگرچه پنلهای خورشیدی معکوس هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، اما میتوانند در آینده بهعنوان مکملی برای انرژی خورشیدی متعارف، نقشی مهم در پایداری تأمین برق ایفا کنند.
