ثورة في كفاءة الطاقة: ابتكار ألماني يدمج التبريد وتوليد الكهرباء وتسخين المياه على أسطح المباني

طور باحثون من معهد كارلسروه الألماني للتكنولوجيا نظاماً فريداً متعدد الوظائف مخصصاً لتركيبه فوق أسطح المباني، حيث يجمع بين مهام تبريد المبنى، وتوليد الطاقة الكهربائية، وتسخين المياه في وحدة متكاملة واحدة، وذلك في خطوة تستهدف تعزيز كفاءة استالطاقة والاستغلال الأمثل للمساحات المتوافرة.

ووفقاً لما أعلنه الموقع الإلكتروني لـ معهد كارلسروه الألماني للتكنولوجيا أول أمس، تم تصميم الابتكار بهيئة طبقات متتابعة تتألف من مبرد إشعاعي علوي لتبديد الحرارة، وخلايا شمسية لإنتاج الكهرباء، إضافة إلى مجمع حراري سفلي لتسخين المياه، مع ضمان فصل هذه المكونات حرارياً لتقليل التداخل السلبي بينها.

وبيّن الباحثون أن الطبقة العليا تتولى مهمة إشعاع الحرارة الفائضة نحو الفضاء الخارجي عبر الأشعة تحت الحمراء، مما يسهم في خفض درجات الحرارة لمستويات تقل عن حرارة الهواء المحيط، بالتزامن مع تحويل الخلايا الشمسية لضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، واستثمار الطاقة الحرارية في تسخين المياه.

وأثبتت الاختبارات الميدانية العملية التي نُفذت في الهواء الطلق كفاءة النظام وقدرته على تنفيذ مهامه الثلاث بكفاءة تامة وفي وقت متزامن، مما يفتح آفاقاً واسعة للاعتماد عليه في المنشآت التي تتطلب تبريداً وطاقة ومياهاً ساخنة ضمن مساحات ضيقة.

كما لفت الباحثون الانتباه إلى أن تفاقم درجات الحرارة وتغير المناخ يفرضان طلباً متزايداً على حلول تبريد فائقة الكفاءة، لا سيما أن وحدات التكييف المعتادة تستهلك حجماً هائلاً من الطاقة، الأمر الذي يضع دمج تقنيات التبريد، والطاقة الشمسية، والتسخين الحراري في منظومة واحدة كخيار استراتيجي واعد لاستثمار أسطح المباني.

ومن المتوقع أن يسهم هذا التطوير التقني في المستقبل بتحويل أسطح المباني إلى مساحات ذات استخدامات متعددة تدمج بسلاسة بين إنتاج الطاقة وتوفير التبريد والمياه الساخنة.