Σε μια αναπάντεχη ανακάλυψη κατέληξε μια νέα έρευνα στην Κίνα, καθώς επιστήμονες κατάφεραν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από φωτοβολταϊκά που τοποθετήθηκαν σε βάθος 10 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Η τεχνολογία, που αξιοποιεί φωτοβολταϊκά κύτταρα περοβσκίτη, θα μπορούσε στο μέλλον να προσφέρει αυτόνομη τροφοδοσία σε εξοπλισμό που βρίσκεται μακριά από την ακτή και σήμερα εξαρτάται κυρίως από μπαταρίες. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε στη Νότια Σινική Θάλασσα, κοντά στα νησιά Weizhou, όπου τα πάνελ παρήγαγαν ηλεκτρική ενέργεια από το ηλιακό φως σε βάθος 10 μέτρων. Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Joule, διευρύνει σημαντικά τα όρια προηγούμενων πειραμάτων, τα οποία είχαν επικεντρωθεί κυρίως σε βάθη έως δύο μέτρων.
Το βασικό πρόβλημα για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας κάτω από το νερό είναι η ταχεία εξασθένηση του ηλιακού φωτός. Όσο αυξάνεται το βάθος, μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας απορροφάται ή διαχέεται από το θαλασσινό νερό. Ωστόσο, ορισμένα μήκη κύματος, κυρίως στο μπλε και το πράσινο φάσμα, μπορούν να φτάσουν αρκετά βαθύτερα. Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό, οι ερευνητές ανέπτυξαν κύτταρα περοβσκίτη, τα οποία μπορούν να προσαρμόζονται ώστε να αξιοποιούν αποτελεσματικότερα συγκεκριμένα μήκη κύματος.
Σε εργαστηριακές συνθήκες που προσομοίαζαν περιβάλλον σε βάθος 10 μέτρων, τα κύτταρα μετέτρεψαν περίπου το 35% του ηλιακού φωτός που έφτανε στην επιφάνειά τους σε ηλεκτρική ενέργεια. Στην πραγματική δοκιμή, πάνελ συνολικής επιφάνειας 115 τετραγωνικών εκατοστών παρήγαγαν σε βάθος δύο μέτρων 1.416 milliwatt-hours μέσα σε δύο ώρες. Στα 10 μέτρα η παραγωγή μειώθηκε στις 324 milliwatt-hours, ποσότητα μικρή σε απόλυτους όρους, αλλά αρκετή για να επιβεβαιώσει ότι η τεχνολογία μπορεί να λειτουργήσει σε αυτό το βάθος.
Παράλληλα, οι δοκιμές αντοχής έδειξαν ότι τα κύτταρα διατήρησαν σχεδόν αμετάβλητη την απόδοσή τους έπειτα από 1.160 ώρες σε προσομοιωμένες υποβρύχιες συνθήκες. Με βάση τα εργαστηριακά δεδομένα, οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα φωτοβολταϊκά θα μπορούσαν να λειτουργούν συνεχώς σε βάθος 10 μέτρων για περίπου πεντέμισι χρόνια. Η πιθανή εφαρμογή της τεχνολογίας αφορά κυρίως τον εξοπλισμό που εγκαθίσταται σε απομακρυσμένες θαλάσσιες περιοχές, όπως αισθητήρες, κάμερες και συστήματα επικοινωνίας. Η δυνατότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τοπικά θα μπορούσε να περιορίσει την ανάγκη ανάκτησης του εξοπλισμού για την αντικατάσταση μπαταριών. Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να εξετάσει τη συμπεριφορά των φωτοβολταϊκών σε ακόμη μεγαλύτερα βάθη και να προσδιορίσει πόσο βαθιά μπορεί να αξιοποιηθεί πρακτικά η ηλιακή ακτινοβολία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Διαβάστε ακόμη
