كفاءة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تطورًا.. تقنيات تخفض التكاليف (تقرير)
نوار صبح
تواصل كفاءة ألواح الطاقة الشمسية التحسن بفضل الأبحاث المستمرة والتقنيات المتطورة، وسط توقعات بأن تتجاوز فيه كفاءة الخلايا الشمسية 36%، وبانخفاض تكاليف التصنيع إلى النصف بحلول عام 2050.
جاء ذلك في دراسة مشتركة أجرتها مؤسسات عالمية رائدة في مجال الطاقة، وتوقَّع أن تتجاوز كفاءة الألواح الشمسية 35% بحلول عام 2050، مدفوعةً بالتطورات في هياكل الخلايا الشمسية المزدوجة، بحسب تقرير طالعته منصة الطاقة المتخصصة.
ووفق البحث، المنشور في مجلة "نيتشر إنرجي"، يتجه قطاع ألواح الطاقة الشمسية نحو استعمال أجهزة تدوم لمدة أطول، تتجاوز أعمارها 40 عامًا.
ومن المتوقع أن تُعزز هذه التطورات القدرة التصنيعية العالمية لتصل إلى 3 تيراواط، ما يُقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ومتطلبات الأراضي اللازمة للمنشآت واسعة النطاق.
العصر الجديد للخلايا الكهروضوئية
حدّد فريق بحث دولي من مؤسسات وشركات رائدة في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية أهم اتجاهات البحث والتطوير لما يسمّونه العصر الجديد للخلايا الكهروضوئية متعددة التيراواط.
وشارك أعضاء الفريق في ورشة عمل التيراواط الرابعة، وهي من سلسلة ورش عمل دولية رفيعة المستوى في مجال الطاقة الكهروضوئية، بقيادة معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية في ألمانيا، ومختبر روكيز الوطني التابع لوزارة الطاقة الأميركية، والمعهد الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة.
في ورقتهم البحثية الجديدة، بعنوان "الدروس التاريخية والمستقبلية لعصر جديد من الخلايا الكهروضوئية متعددة التيراواط"، يتوقع الفريق استمرار التحسينات في أسعار الخلايا الكهروضوئية وأدائها وموثوقيتها، إلى جانب تزايد الاهتمام باستعمال الموارد والانبعاثات وإعادة التدوير في التصاميم والتصنيع المستقبليين.
كفاءة ألواح الطاقة الشمسية
في مقابلة مع مجلة "بي في ماغازين"، أشار مدير معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية، أندرياس بيت، إلى أن كفاءة ألواح الطاقة الشمسية قد تتجاوز 35% بحلول عام 2050 من خلال الهياكل الترادفية.
وأوضح أن كفاءة الخلايا قد تتجاوز 36%، مع انخفاض فاقد الكهرباء بين خلايا وألواح الطاقة الشمسية مقارنةً بالوضع الحالي.
وتوقّع أنه بحلول نهاية النصف الأول من هذا القرن، قد تنخفض أسعار ألواح الطاقة الشمسية إلى النصف.
وقال بيت، إن الكفاءة العالية لألواح الطاقة الشمسية وتكاليفها المنخفضة تدعم أهداف تحول الطاقة، لكنه يرى أن الكفاءة هي العامل الأهم.
وأضاف أن الكفاءة العالية تعني الحاجة إلى كميات أقل من المواد والأراضي لتركيبات الخلايا الكهروضوئية، ما يُحسّن الاستدامة ويُقلل التكاليف الإجمالية للنظام".
وأشار إلى أن عمر ألواح الطاقة الشمسية سيتجاوز بالتأكيد 40 عامًا.
وأكد الباحثون أن صناعة الخلايا الكهروضوئية تجاوزت باستمرار التوقعات السابقة فيما يتعلق بتكلفة ألواح الطاقة الشمسية وأدائها وتكاملها، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
ومن المتوقع أن تُتيح الابتكارات في بنى الخلايا الكهروضوئية الترادفية وتقنيات التصنيع، مثل السيليكون البلوري (c-Si) وتيلوريد الكادميوم (CdTe) والنحاس والإنديوم والغاليوم وثنائي السيلينيد (CIGS)، دخول لاعبين جدد إلى السوق، ما يُسهم في خلق سلسلة توريد عالمية أكثر تنوعًا لخلايا وألواح الطاقة الشمسية.
وأوضحوا أن تقنيات الخلايا الشمسية الترادفية الجديدة ستتطلب تحديدًا دقيقًا للأداء، وضمان إنتاج كهرباء قابل للتنبؤ، والكشف المبكر عن الأعطال، وإدارة مخاطر التدهور غير المعروفة، وهو ما يُمثّل تحديًا لألواح السيليكون الحالية، وأمرًا بالغ الأهمية للتقنيات الناشئة القائمة على البيروفسكايت.
القدرة التصنيعية العالمية للطاقة الشمسية
تشير الدراسة إلى أن القدرة التصنيعية العالمية للطاقة الشمسية قد تصل إلى نحو 3 تيراواط بحلول عام 2050، وتؤكد أن التعلم القائم على الاستدامة قد خفض التكاليف، وسيكون ذا أهمية متزايدة لصناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية لتأمين الموارد اللازمة للنمو المستقبلي.
وخلص العلماء إلى أن مواضيع اجتماعات مجتمع الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقبلية، مثل ورشة عمل تيراواط الرابعة التي استند إليها هذا التقرير، قد تتحول إلى تلبية احتياجات الأنظمة والمستعملين النهائيين.
وأوضحوا أن الاستثمار والتصنيع والتبني اليوم سيؤتي ثماره غدًا على مستوى العالم، من حيث النمو الاقتصادي والإنتاج وخلق فرص العمل والحدّ من التلوث والفقر.
وضمّ فريق البحث علماء من مركز يوليش للأبحاث في ألمانيا، وشركة (إيه جي سي) اليابانية لصناعة الزجاج الشمسي، وجامعة لابينرانتا لاهتي للتكنولوجيا الفنلندية، ومعهد يانغتسي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية في الصين، وشركة أوكسفورد فوتوفولتيكس البريطانية المتخصصة في الطاقة الشمسية البيروفسكيتية.
يضاف إلى ذلك شركة (ترينا سولار) الصينية لصناعة ألواح الطاقة الشمسية، ومركز أبحاث هندسة الطاقة الشمسية والخلايا الضوئية في جامعة الملك عبدالله بالمملكة العربية السعودية، وجامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا، وشركة (فيرست سولار) الأميركية لتصنيع الأغشية الرقيقة.
وشارك في إعداد الدراسة علماء من المعهد الوطني الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة، وشركة (ماكسيون) السنغافورية لتصنيع الألواح الكهروضوئية، وآخرون.
موضوعات متعلقة..
- أسعار ألواح الطاقة الشمسية في مصر تنخفض.. وهذه أبرز الأنواع
- الزراعة تحت ألواح الطاقة الشمسية في أميركا.. إيرادات وفرص عمل مهمة (تقرير)
- ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية.. تحليل يقيّم جدواها في مسارات "الترام" (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- مسؤول: إنتاج سوريا من النفط يصل إلى 100 ألف برميل يوميًا قريبًا
- وكالة الطاقة الدولية تتوقع تسارع نمو الطلب العالمي على الغاز في 2026
- صادرات روسيا من الغاز المسال في 2025 تنخفض 6%.. وهؤلاء أكبر المستوردين
المصدر:
