در روزهای برفی که پنلهای خورشیدی کمکار میشوند، پژوهشگران یک ایده ساده و درخشان داشتند: از خودِ برف برق بگیریم. دستگاههای تریبوالکتریک موسوم به «Snow-TENG» با تماس دانههای برف و یک سطح مهندسیشده، بار الکتریکی تولید میکنند؛ راهکاری که میتواند در آینده مکمل سیستمهای خورشیدی در مناطق سردسیر باشد.
۱. اصل کار — به زبان ساده
اثر تریبوالکتریک همان پدیدهای است که وقتی بادکنک را به موهایت میمالی، موها برافراشته میشوند: انتقال الکترون بین دو سطح.
در Snow-TENG از یک لایه پلاستیکی یا سیلیکونی با ویژگیهای بارِ مخالف استفاده میشود. دانههای برف که بار مثبت دارند، هنگام برخورد، لغزیدن یا نشستن روی این سطح، جریان الکتریکی کوچکی تولید میکنند. این انرژی میتواند ذخیره شود یا مستقیماً دستگاههای کممصرف را تغذیه کند.
۲. نوآوری این فناوری در چیست؟
-
دستگاهها سبک، ارزان و قابل چاپ هستند؛ امکان نصب روی سطوح گسترده را فراهم میکنند.
-
نیازی به نور مستقیم ندارند و حتی در هوای ابری یا بارش شدید کار میکنند؛ دقیقاً جایی که پنلهای خورشیدی بازده کمتری دارند.
-
امکان ترکیب با سامانههای خورشیدی به شکل یک سیستم هیبریدی PV + TENG وجود دارد.
۳. کاربردهای عملی و واقعی
-
ایستگاههای هواشناسی و حسگرهای محیطی در ارتفاعات و مناطق برفی: تأمین برق پشتیبان در زمان کاهش کارایی پنلها.
-
زیرساختهای کوهستانی مانند راهآهن و خطوط مخابرات محلی: تغذیه حسگرها و ماژولهای ارتباطی.
-
پروژههای هیبریدی: همکاری با پنلهای خورشیدی — نه بهعنوان رقیب، بلکه مکمل.
۴. محدودیتها و چالشها
-
توان تولیدی در نمونههای فعلی کم و در حد میلیوات بر مترمربع است؛ بنابراین کاربرد صنعتی بزرگمقیاس هنوز دور است.
-
دوام مواد در سرمای شدید و یخزدگی، نیازمند آزمایشهای میدانی بلندمدت است.
-
برای استفاده عملی باید با سامانههای ذخیرهسازی و الکترونیک قدرت یکپارچه شود.
۵. پیام این فناوری برای شرکتهای خورشیدی
Snow-TENG تهدید نیست؛ یک فرصت است.
شرکتها میتوانند با طراحی بستههای هیبریدی مخصوص مناطق سردسیر یا توسعه حسگرهای خودتأمین، سبد محصولات خود را غنیتر کنند.
پیشنهاد حرفهای: اجرای یک پایلوت آزمایشی کوچک برای ارزیابی میدانی و سنجش کارایی واقعی این فناوری.
جمعبندی
برف دیگر فقط مانع تولید انرژی نیست؛ میتواند مکمل هوشمند سیستمهای خورشیدی باشد.
Snow-TENG فعلاً مناسب کاربردهای کممصرف است، اما با پیشرفت مواد و طراحی، میتواند در آینده بخشی از شبکه انرژی پاک شهرهای برفی شود.
منبع: UCLA Newsroom — New device creates electricity from snowfall
