ابتكار ” نظارات ذكية ” تتزود بالطاقة من الشمس

نجح العلماء الألمان من معهد كارلسروهه التقني في دمج خلايا ضوئية دقيقة في عدسة النظارة أهّلت الأخيرة لإنتاج الطاقة من الشمس، و يقول العلماء إن النظارات قادرة على التزوّد ذاتيًا بالطاقة عند غياب الشمس أو في الأيام الممطرة أيضًا.

خلايا منتجة للزجاج

المهم في النظارة الشمسية الذكية أنها لا تنتج الطاقة من الشمس بشكل يكفي لتشغيل وظائفها الذاتية، وإنما بما يكفي لتزويد أجهزة السمع عن الصم بالشحن وعدادات الخطوات والأجهزة الإلكترونية الصغيرة المحمولة.

الأهم هنا، بحسب التقرير، الذي وزّعه معهد كارلسروهه، أن شرائح الخلايا الضوئية الصغيرة نصف الشفافة يمكن أن تستخدم أيضًا في إنتاج زجاج السيارات وزجاج نوافذ البيوت…إلخ لتزويدها بمهمة إضافية هي التزوّد بالطاقة.

وتتولى شرائح الخلايا المنتجة للطاقة من ضوء الشمس توليد الكهربائية القليلة، وإرسالها إلى محطة طاقة صغيرة مدمجة في إطار النظارة. ويتولى في هذه المحطة جهازا استشعار صغيران عملية توزيع وتخزين الطاقة المنتجة.

استخدمات متعددة

وقال الباحث دومينيك لاندرر، من معهد كارلسروهه التقني، إنهم زوّدوا النظارة الذكية بشرائح خلايا ضوئية عضوية. وأضاف إن شرائح الخلايا العضوية مرنة وقابلة للطيّ واللف والاستخدام في مختلف الأشكال، وهو ما يؤهّلها للاستخدام في المجالات كافة، وفق ما ذكرت صحيفة إيلاف، كما إنها غاية في الرقة، وشفافة بالنسبة إلى العين المجرّدة، لكنها في الحقيقة نصف شفافة.

فضلًا عن وظائف النظارات الذكية الاخرى، مثل عرض الأفلام وصور العالم الافتراضي والألعاب وغيرها، تتولى أجهزة الاستشعار في النظارة الشمسة قراءة درجة حرارة المحيط، ودرجة الرطوبة، واظهارها على”شاشة” النظارة أيضاً.

ونجح العلماء في إنتاج شرائح الخلايا الضوئية العضوية بشكل يتيح دمجها في النظارة دون اضافة وزن الجديد. فالشريحة القابلة للدمج في العدسات المصنوعة من المواد الاصطناعية، لايزيد سمكها مع العدسة عن1,6 ملم، ولايزيد وزنها عن6 غم. اما أنظمة الاستشعار واستخدام الطاقة وخزنها فلا تمكن رؤيتها في الاطار، كما انها غير ذات وزن يذكر. ويعمل النظام على عرض كافة المعطيات المخزونة في الاطار على العدسة(بمثابة شاشة).

تعمل داخل الغرف

وأكد لاندرر أن النظارة الشمسية من كارلسروهه لاتعمل فقط في ضوء الشمس المباشر، وإنما في ضوء الشمس غير المباشر وفي الغرف.

وأشار إلى أن النظارة في درجة ضوء 500 لوكس، أي بدرجة إضاءة المكتب أو الغرفة، قادرة على إنتاج 200 ميكروواط من الطاقة الشمسية. وهذه طاقة تكفي مثلًا لشحن جهاز سمع عند الصم أو تزويد عداد خطوات للرياضيين وما إلى ذلك.

ومن الممكن إنتاج النظارة بألوان مختلفة، وإنتاج العدسات بألوان مختلفة أيضًا، لأن شرائح الخلايا الضوسة العضوية تتيح ذلك. فضلًا عن ذلك، يمكن إنتاج النظارة بأحجام مختلفة بحسب الحاجة أو الموضة أو الحجم (رجل أو طفل).

تمكن العلماء من كارلسروهه من إنتاج شرائح الخلايا الضوية العضوية في شرائح كبيرة قابلة للدمج في نوافذ البيوت وزجاج السيارات والطائرات وغيرها بغية استخدامها في إنتاج الطاقة للاستخدامات الأخرى أيضًا. وثبت أنها تحفظ البرودة (أو الحرارة) أيضًا في الغرف، لأنها عازل جيد ضد أشعة الشمس وضد البرودة.

كسماكة الخلايا النباتية

يعود الفضل إلى معهد كارلسروهه التقني في إنتاج شرائح خلايا شمسية يقلّ سمك الخلايا فيها عن 0.2 ملم. إذ نجح علماء المعهد في إنتاج خلايا شمسية يقل سمكها عن هذا الرقم 100 مرة، وتقترب بالتالي من سمك الخلايا النباتية الحية. وهو رقم قياسي حققه علماء المعهد قبل بضع سنوات.

يمكن إنتاج هذه الخلايا بشكل أغشية شفافة غاية في الرقة يمكن لصقها على مختلف السطوح كي تنتج الكهرباء للأبنية المختلفة بأسعار زهيدة.

يعوّل العلماء على هذه التقنية في إنتاج خلايا شمسية بكميات تجارية تعوّض عن مصادر الطاقة التقليدية الأخرى “غير النظيفة”. وتتميز “الخلايا الشمسية” الرقاقية بأنها فاعلة، رخيصة، رئيفة بالبيئة ومطواعة. فقد تمكن خبراء المعهد من إنتاجها بأشكال مختلفة وألوان مختلفة كي تتخذ أشكال وألوان السطوح المختلفة ولا تؤثر على المنظر. فضلًا عن ذلك، فإنهم استخدموا مواد جديدة غير مركبات السيليكون، وبكميات تقل عن الكميات التقليدية 100 مرة.[ads3]