الكشف عن أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم
محمد عبد السند
- شارب تسعى لتطوير كفاءة توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية
- أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون تسهم في طرح حلول لكهرباء قطاع النقل
- يتوقع قطاع النقل أن يتزايد معدل توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة
- حققت شارب معدل كفاءة في تحويل الطاقة نسبته 37.9% بالنسبة إلى الخلايا الشمسية المركبة ثلاثية الوصلة في أبريل 2023
- تتألف أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم من خلايا شمسية مزدوجة وأخرى مصنوعة من السيليكون
تفتح أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم التي ابتكرتها شارب، رائدة صناعة التكنولوجيا اليابانية، الباب أمام تطور مذهل في سعة الكهرباء وكفاءتها المولدة بهذا المصدر النظيف، ما يُسهم في كهربة قطاع النقل بكفاءة عالية عبر التحول إلى استعمال السيارات الكهربائية صديقة البيئة.
ويُعول على هذا المشروع الابتكاري في طرح حلول جذرية لمعضلة التكاليف الباهظة المقترنة -عادةً- بعملية تطوير الخلايا الشمسية عالميًا، التي تستلزم استعمال مواد جديدة، وأساليب ابتكارية تحقق كفاءات أعلى لدعم أهداف التحول الأخضر، وأبرزها الحياد الكربوني، وفق تقارير طالعتها منصة الطاقة المتخصصة.
ويتحول قطاع النقل، الذي يعتمد على مصادر الوقود الأحفوري في معظم احتياجاته، بصورة متزايدة إلى استعمال السيارات الكهربائية النظيفة في سياق جهود أوسع لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ومكافحة التلوث الهوائي.
ونتيجة لذلك، يتوقع قطاع النقل أن يتزايد معدل توليد الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، في ظل مساعٍ متواصلة لتقليل تلك الآثار البيئية الضارة.
وسيمكن تركيب الألواح الشمسية على أدوات نقالة مثل السيارات الكهربائية، من تعزيز معدلات الكهرباء المولدة باستعمال المصادر المتجددة، والتي من الممكن أن تعزز راحة المستهلك عبر خفض نفقات الوقود وتكرار عمليات الشحن.
ولتحقيق هذه الأفكار، تطور شركة شارب كوربوريشن (Sharp Corporation) تقنية ابتكارية لما تقول إنها أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم، التي يمكن تركيبها على المعدات المتنقلة مرتفعة الكفاءة ومنخفضة التكلفة.
مكونات الخلايا
تتألف أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم من خلايا شمسية مزدوجة، وأخرى شمسية مصنوعة من السيليكون.
وقالت شركة شارب، إن تقنيتها الابتكارية يمكن تركيبها على السيارات الكهربائية، والمعدات المتنقلة، بالإضافة إلى إمكان استعمالها في مجالات أخرى حيوية مثل الفضاء والطيران.
وفي هذا المشروع، أعلنت شارب أنها ابتكرت أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم، مشيرةً إلى أن درجة كفاءتها تصل إلى 33.66% في نموذج ألواح شمسية مكدسة.
وأوضحت الشركة، أن معدل كفاءة أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم في تحويل الطاقة الضوئية إلى كهرباء نظيفة يصل إلى 32.65%.
ويحتوي الهيكل الجديد على خليتين شمسيتين ثنائيتي الوصلات مثبتتين على الطبقة العليا، إلى جانب خلايا شمسية من السيليكون مثبتة على الطبقة السفلى.
وصممت الشركة الخلية الترادفية ثنائية الوصلة على الطبقة العليا، بهدف تحقيق معدل كفاءة عالي، حتى في طبقة رفيعة، وتحسين عملية تحويل الضوء إلى الطبقة السفلى.
السيارات الكهربائية هي الهدف
يمكن خفض درجة سُمك الخلايا الترادفية ثنائية الوصلة إلى أقل من ثُلث نظيرتها الخاصة بالخلايا التقليدية ثلاثية الوصلة، ما سيساعد على تقليل تكاليف المواد الخام المستعملة، وفق معلومات جمعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وستواصل شارب تطوير نموذجها الأولي من أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم، لتعزيز الكفاءة وخفض تكلفة وحدات الألواح.
وتستهدف الشركة اليابانية تركيب أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم في السيارات الكهربائية والأجهزة النقالة، بالإضافة إلى استعمالها في قطاعي الفضاء والطيران.
المساعي مستمرة
تستهدف شارب، من تلك المساعي، الإسهام في تقليص مستويات انبعاثات غازات الدفيئة في قطاع السيارات الكهربائية، وتحقيق خطط الحياد الكربوني بحلول منتصف القرن الحالي (2050).
وفي أبريل/نيسان (2023)، حققت شارب معدل كفاءة في تحويل الطاقة الضوئية إلى كهرباء، نسبتها 37.9% بالنسبة إلى الخلايا الشمسية المركبة ثلاثية الوصلة ومتوسطة الحجم.
وفي العام الماضي (2022)، كشفت الشركة عن هيكل مصنوع من شريط رقيق أسهم في تعزيز مرونة الخلية الشمسية، والوزن الضوئي، محققًا كفاءة قدرها 32.65% بالنسبة للخلايا كبيرة الحجم.
لكن في نموذج أفضل خلايا شمسية ترادفية من السيليكون في العالم، نجحت شركة شارب في تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية، إلى 33.66% في نموذج بحجم عملي، عبر تغيير الهيكل إلى ألواح شمسية مكدسة تجمع بين ألواح شمسية ترادفية ثنائية الوصلة وبين نموذج ألواح من السيليكون.
يُشار إلى أن الرقم القياسي الحالي لكفاءة الخلية الشمسية هو 32.5% -ما يعني أن نحو ثُلث الإشعاع الشمسي يُحول إلى طاقة كهربائية-، وهو مُسجّل باسم الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون التي جرى الكشف عنها في ديسمبر/كانون الأول (2022).
يُشار إلى أن البيروفسكايت هو نوع من المعادن الفلزية الموجودة في القشرة الأرضية، وقد اكتُشف للمرة الأولى في جبال الأورال عام 1839 بوساطة العالم الروسي المتخصص في المعادن ليف بيروفيسكى مؤسس الجمعية الجغرافية الروسية، وفق معلومات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
في المقابل، تمتلك الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون القدرة على تحقيق نسبة كفاءة لا تتجاوز قرابة 22%.
اقرأ أيضًا..
