مركز أبحاث هندسة الطاقة الشمسية الضوئية

المقدمة

الرؤية

سيصبح مركز أبحاث هندسة الطاقة الشمسية الضوئية مؤسسة رائدة في علوم وهندسة الطاقة المتجددة وسيوفر الأساس للابتكار في مجال التقنيات الأساسية للخلايا الكهربائية الضوئية الفعالة والمنخفضة التكلفة.

المهمة

مهمة المركز هي أن يكون له تأثير مباشر ليس فقط على اكتشافات العلوم والهندسة في مجال الطاقة المتجددة، ولكن أيضًا على تجهيز القوى العاملة المستقبلية في هذا المجال المثير. ووفقًا لتقرير حديث أعده برنامج البيئة للأمم المتحدة، فإنه من المتوقع أن ترتفع عمالة الطاقة البديلة بشكل ملحوظ في قطاع الطاقة المتجددة – سيتم إنشاء أكثر من ثمانية ملايين وظيفة بحلول عام 2030. وستتضمن مهمتنا أيضًا المشاركة الفعالة مع المجتمعات المحلية وغير المحلية في المملكة من أجل زيادة الوعي بفوائد الطاقة البديلة لجودة الحياة والاقتصاد في المملكة، والعالم. وسيتم انجاز المهمة بتبني المركز خطة تواصل طموحة على النحو المفصل أدناه.

 

أهداف المركز وأساليبه

خطة التواصل
سيقوم المركز بالمساهمة بفاعلية في تعليم الطلاب لجعله واحدًا من أفضل نظم التعليم من حيث العائد بالإضافة إلى كونه فريدًا من نوعه. إن خطة تواصل المركز متعددة الأوجه وتتضمن مساهمة مباشرة وفوائد لـ: تعليم طلاب جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، ومقررات التعليم المستمر، ووعي الطاقة البديلة لصانعي القرار والمجتمع، والاشتباك الفعال في تنمية الصناعة والتقنية، والتواصل مع المجتمع.

1. تعليم طلاب جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية:

  • توفير المعرفة الأساسية، والتدريب العملي، واقامة المشاريع في مبادئ علوم وهندسة الطاقة المتجددة، وامداد القوى العاملة المستقبلية بالمعدات المناسبة للمساعدة في تطوير تقنيات الطاقة البديلة.
  • توفير نهج يعتمد على العمل في فِرَق، وقوي ومتعدد التخصصات: التفاعل السلس بين العلماء، والمهندسين، ومصممي النظام، والتقنيين.
  • بدء برنامج تعاون وطني ودولي مع برامج رائدة في الجامعات والصناعات.
  • تنفيذ برنامج تبادل دولي فعال لاثراء الأفكار ولتسريع عملية الاكتشاف.
  • التعاون الوثيق مع شركاء جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية الأكاديميين والصناعيين في المجالات المرتبطة بأهداف المركز.

2. مقررات التعليم المستمر:

  • توفير مقررات تعليم مستمر للمهندسين والعلماء الموجودين بالفعل في القوى العاملة.
  • انشاء مقررات في الطاقة البديلة قائمة على شبكة الانترنت يمكن الدخول عليها من جميع أنحاء العالم.

3. وعي الطاقة البديلة من أجل صانعي القرار والمجتمع:

  • عقد ورش عمل عامة لصانعي القرار والتنفيذيين في الصناعة، والحكومة، والجامعات.
  • ربط الصناعة بالمجتمع لتعجيل قبول التقنيات الجديدة وتبنيها.

4. الارتباط الفعال بالصناعة وتطوير التقنية:

  • بناء شبكة قوية مع الصناعة المحلية والعالمية في مجال الطاقة المتجددة.
  • نقل تطوير التقنية ونتائج الأبحاث ذات الصلة إلى الشركاء الصناعيين من أجل المساهمة في تقدم تطوير التقنية في المجال، وبالتالي في الاقتصادين المحلي والعالمي.

5. التواصل مع المجتمع:

انقر هنا لتكبير الصورة

  • غرس بذرة العلم والهندسة: اشراك المركز بفاعلية في تقديم حلقات دراسية وعروض توضيحية في المدارس في المجتمع المحلي وحول المملكة.
  • التواصل غير المباشر مع الطلاب: سيستضيف المركز مُعلمي المدارس من جميع المراحل لتلقي تدريب عملي بسيط في مجال الطاقة المتجددة والبديلة.
  • التواصل المباشر مع الطلاب: سيستضيف المركز مجموعة مختارة من طلبة المدارس في المجتمع لاكتساب خبرة عملية في أحدث أبحاث الطاقة البديلة.
  • بدء منافسة جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في علوم وهندسة الطاقة البديلة من المرحلة التمهيدية إلى المرحلة الثانوية: سوف تقام هذه الفعالية سنويًا ويعرض فيها الفائزون المختارون من أنحاء المملكة أفكارهم. وسيتم منح الفائزين الأربعة في النهائيات جوائز مقدمة من جامعة الملك عبدالله، ومصادر عدة تختار لدعم هذه الفعالية المهمة.

إطار العمل الاستراتيجي للمركز
سيتألف إطار العمل الاستراتيجي للمركز من معالجة المشاكل الأساسية للمواد والأجهزة والتصنيع، وكيفية الوصول إلى أجهزة موثوقة. وسيتمثل أحد الأوجه الهامة لإطار العمل هذا في العمل مع الصناعة لعرض أنظمة الاستخدام النهائي. ويوفر هذا النهج التكاملي الأدوات اللازمة والكافية لتجهيز قوى عاملة مستقبلية معدة اعدادًا أفضل وقادرة على الابتكار. وسيسمح أيضًا بتأسيس خواص فكرية على جميع المستويات، وفهم المنتجات الجديدة. والأكثر أهمية هو أن مثل هذا الإطار العملي يتيح للطلاب الحصول على تعليم دائم يدفعهم إلى مستقبل مهني ناجح.

 

انقر هنا لتكبير الصورة

مجالات محور الأبحاث والتطوير متعددة التخصصات

مجالات البحث
من أجل تحقيق رؤية مركز أبحاث الطاقة الشمسية والبديلة وهدفه لتطوير خلايا شمسية عالية الكفاءة بتكلفة منخفضة، سوف نقوم بتنفيذ نهج متعدد التخصصات يجمع بين العديد من العلماء والمهندسين ذوي المهارات التي تتمم بعضها البعض، ولديهم الرغبة القوية المشترَكة للعمل في فريق يعكف على حل هذه المهام العسيرة والمجزية في نفس الوقت. وسيبدأ المركز بتركيز شديد على الطاقة الشمسية ثم يتوسع بعد ذلك في السنوات المقبلة ليشمل مجالات أخرى مثل تخزين الطاقة، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية. ولتحقيق رؤيتنا، سيتألف فريق البحث من مجموعات العمل الآتية:

  • كيمياء وهندسة المواد: في فريق العمل هذا، سيتعاون علماء الكيمياء وعلماء المواد في تطوير المواد المرادة بالخواص البصرية والكهربائية المطلوبة للسماح بتصنيع أجهزة تتصف بالكفاءة بنجاح. وفي تصميم المواد وفقًا للمواصفات المطلوبة سيعتمد الفريق على دمج كل من الطرق التركيبية مع عمليات المحاكاة والنمذجة الكمية لتوليف وتحسين خواص المواد. وسيسمح تبادل المعلومات بين هذا الفريق وعلماء الفيزياء ومهندسي الأجهزة بالوصول إلى الحالة المثلى في أقل إطار زمني. وسوف تستهدف فئات عدة من المواد، تشمل الجزيئات النانوية، ونقاط الكم، والمواد الجزيئية والبوليمرية، والمواد الهجين. وسوف يتم إدخال مزيد من التعديل على المواد حتى تقبل تقنيات التصنيع المنخفضة التكلفة مثل الطباعة. وسيعمل الفريق بشكل وثيق مع فريق عمل فيزياء الأجهزة والتصنيع لتطوير موصلات شفافة جديدة وأساليب المواد اللازمة لتغليف الخلايا الشمسية بصورة موثوقة.

انقر هنا لتكبير الصورة

  • فيزياء الأجهزة وتصنيعها: سوف يتألف فريق العمل هذا من مهندسي كهرباء وتصنيع، وعلماء فيزياء، وعلماء مواد، والذين يدرسون بدقة الخواص البصرية والكهربائية للمواد التي تصنع في المركز، ولدى الجهات الخارجية التي تتعاون معنا، لتحديد كيفية دمجها بأفضل شكل للوصول إلى أعلى كفاءة للأجهزة. وسوف يعالج فريق العمل هذا أيضًا العوامل التي تؤثر على العمر الافتراضي للأجهزة وموثوقيتها. وسوف تستخدم تقنيات تصنيع مثل المعالجة الفراغية، والترسيب التفاعلي، والأساليب القائمة على السوائل، مع التركيز الشديد على فهم متطلبات المواد والأجهزة لمعالجة البيانات هائلة الحجم مثل الطباعة. وسوف يتم اجراء قياسات للأجهزة على كل من مساحات الأجهزة الصغيرة والمساحات الأكبر نسبيًا باستخدام إمكانيات الاختبارات الشمسية المعايرة. كما سيتم اعتماد القياسات بصورة مستقلة من قبل مختبرات معروفة دوليًا في الولايات المتحدة وأوروبا.

 

الأبحاث الدولية التي تدعمها الشراكة

انقر هنا لتكبير الصورة

 

دعم الشراكات الدولية الرائدة: في سبيل تحقيق رؤيته، وتعزيز مهمته ، سوف يقيم مركز أبحاث الطاقة الشمسية والبديلة روابط وثيقة مع برامج الشراكة التي ترعاها جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في العديد من المؤسسات الرائدة. وتشمل هذه الشراكات العالمية على سبيل المثال مراكز شراكة الأبحاث العالمية والمراكز قيد التطوير، وباحثي جامعة الملك عبدالله. وسعيًا لتوسيع دائرة التمثيل وتتميم رؤيتنا بصورة أفضل، سوف يقوم المركز بتوسيع هذه الشبكة لتشمل شركاء أبحاث آخرين من الأوساط الأكاديمية، والمختبرات الوطنية، والصناعة، في جميع أنحاء العالم.

تحالف التميز الأكاديمي

  • جامعة ستانفورد

شراكات الأبحاث العالمية

 

المرافق والمعدات

  • المرافق المركزية للتصوير وتحديد الخواص
  • المرافق المركزية للتصنيع المتطور بمقياس النانو
  • الورشة المركزية

سوف يعجل من نجاح المركز ويدعمه الموارد المذكورة أعلاه وكذلك المختبرات الحديثة القائمة بالمركز والتي تشمل تركيب المواد، وتصنيع الأجهزة، والقياسات والتوصيف، ومرافق مطيافية الليزر.