این فناوری که «پنل خورشیدی معکوس» نام دارد بر مبنای دیود ترمورادیاتیو کار می‌کند و با تابش گرمای مادون‌قرمز به محیط سرد شبانه الکتریسیته تولید می‌نماید. اساس عملکرد آن بر تبدیل حرارت ذخیره‌شده زمین به انرژی قابل استفاده در شب است. هم‌اکنون توان خروجی بسیار اندک است، اما هدف بلندمدت پژوهشگران، تأمین انرژی تجهیزات کوچک در شب و حتی برق‌رسانی به ماهواره‌ها هنگام عبور از بخش تاریک مدار زمین است.

تحلیل فنی

پنل خورشیدی معکوس از دیود ترمورادیاتیو بهره می‌برد؛ نوعی نیمه‌رسانا که برخلاف سلول‌های فوتوولتائیک معمولی، با تابش فوتون‌های مادون‌قرمز خروجی و اختلاف دمای بین سطح گرم و آسمان سرد، جریان الکتریکی تولید می‌کند. به بیان ساده، در حالی که سلول‌های خورشیدی معمولی با جذب فوتون‌های نور خورشید برق تولید می‌کنند، این دیودها با انتشار فوتون‌های حرارتی (گرما) به محیط سرد شبانه و بهره‌گیری از اختلاف دما انرژی تولید می‌نمایند.

در وضعیت فعلی، توان خروجی این دستگاه حدوداً صد هزار برابر کمتر از پنل خورشیدی معمولی است و بازده آن پایین است؛ اما آزمایش‌های آزمایشگاهی توانسته‌اند تولید برق را به‌طور مشخص نشان دهند و اساس فیزیکی آن تأیید شده است.

این فناوری هنوز در مرحله اولیه است و برای کاربرد گسترده نیازمند بهبود بازده، کاهش افت انرژی و ارتقای مواد نیمه‌رسانا می‌باشد. با این حال، به واسطه توان عملیاتی در شب، می‌تواند در ترکیب با فناوری‌های ذخیره انرژی یا در سامانه‌های خاص بدون باتری مفید باشد.

تحلیل استراتژیک

پرورش فناوری‌هایی که بتوانند بازده انرژی تجدیدپذیر را فراتر از دوره‌های نور روز ببرند، یک چالش کلیدی در صنعت انرژی پاک است. پنل‌های خورشیدی معکوس، اگرچه در حال حاضر توان چندانی تولید نمی‌کنند، می‌توانند به تأمین انرژی پایدارتر در چرخه روز-شب کمک کنند و وابستگی به باتری‌های ذخیره‌سازی حجیم را کاهش دهند.

بیشتر در همین زمینه: ایمنی، کار گروهی است نه یک ممیزی اداری

برای کاربردهای فضایی به‌ویژه، این فناوری می‌تواند استراتژیک باشد؛ زیرا ماهواره‌ها در مدار زمین بخش‌های قابل‌توجهی از زمان خود را در تاریکی می‌گذرانند و نیازمند منابع انرژی قابل‌اتکا در آن شرایط هستند. افزون بر این، تحقیق و توسعه در این حوزه می‌تواند جایگاه علمی و صنعتی دانشگاه‌ها و کشورها را در رقابت جهانی نوآوری‌های انرژی تجدیدپذیر تقویت نماید.

تحلیل اجرایی

در سطح اجرایی، مهم‌ترین گام فعلی بهینه‌سازی بازده و کاهش هزینه تولید است تا فناوری از یک نمونه آزمایشگاهی به محصول قابل‌استفاده در بازار تبدیل شود. در کوتاه‌مدت، این پنل‌ها می‌توانند در کاربردهای کم‌مصرف مثل تأمین انرژی حسگرها، اینترنت اشیا و تجهیزات شبانه کوچک مورد استفاده قرار گیرند. در میان‌مدت، ادغام این فناوری با سیستم‌های ذخیره انرژی یا کاربردهای فضایی می‌تواند ارزش عملی قابل‌توجهی به همراه داشته باشد.

مزیت رقابتی این فناوری نسبت به باتری‌های ذخیره انرژی، عدم نیاز به بازسازی مداوم و امکان تولید انرژی در طول شب بدون منابع خارجی است، اما بازده پایین فعلی، بزرگ‌ترین مانع اجرایی محسوب می‌شود.

تحلیل سیاسی

در سطح سیاست‌گذاری انرژی، فناوری‌هایی که بتوانند پایداری و امنیت انرژی را افزایش دهند به‌ویژه در مواجهه با تغییرات اقلیمی و نوسانات بازار سوخت‌های فسیلی مورد استقبال قرار می‌گیرند. توسعه پنل‌های خورشیدی معکوس می‌تواند در چارچوب برنامه‌های حمایتی از انرژی‌های نو قرار گیرد و به ابزار سیاست‌گذاران برای کاهش وابستگی به منابع ناپایدار انرژی تبدیل شود.

همچنین در ادامه بخوانید؛ نخستین افت سالانه تولید برق زغال‌سنگ و گاز چین در یک دهه اخیر