التقنية الأكثر فعالية للخلايا الشمسية، يسعى الباحثون في مجال تصنيع الألواح الشمسية إلى إحراز تقدم نوعي لتحسين تكنولوجيا جديدة من أجل تصنيع خلايا شمسية رخيصة ومستدامة وفعالة على المدى البعيد.
تابعوا معنا هذا المقال لنتعرف على التقنية الأكثر فعالية للخلايا الشمسية التي توصل إليها باحثون من جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا الأسترالية.
مراحل تطور صناعة الخلايا الشمسية
تعود بداية تطور تقنية الخلايا الشمسية منذ 160 عاماً، إذ بدأت الاكتشافات الأولية في عام 1839، وزادت وتيرة الاهتمام والتطوير خلال قرن العشرين، ومرت مراحل التطوير على النحو الآتي:
- اخترع الأمريكي تشارلز فريتس عام 1883 أولى الخلايا الشمسية من رقائق السيلينوم بكفاءة 1%.
- قام الفيزيائي الروسي الكسندر ستولتوف في عام 1888 بأنشاء أول خلية شمسية.
- تلقى ادوارد ويستون في عام 1888 أول براءة اختراع أمريكية للخلايا الشمسية.
- افتتحت دولة مصر في عام 1913 أول محطة لتوليد الطاقة الشمسية المركزة على المستوى العالمي.
- مع تسارع التطويرات المتواصلة خلال السنوات، أنتجت شركة شارب موديول لوح شمسي مصنوع من خلايا السيليكون.
- تم بناء أول محطة شمسية سعة 1 ميجا واط عام 1928.
- أول ظهور للألواح الشمسية ذات أنصاف الخلايا كان عام 2014 من قبل شركة REC Solar.
اقرأ أيضاً
- تحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة للانفرتر
- أفضل طرق توصيل الألواح الشمسية
- الفرق بين منظم الشحن PWM و MPPT
فعالية الخلايا الشمسية الحالية
تتم صناعة الخلايا الشمسية في وقتنا الحالي بتقنيات تكنولوجية باهظة الثمن، الأمر الذي يؤدي إلى رفع تكاليفها الأولية، ولكن الخلايا الشمسية المستخدمة حالياً ليست فعالة بدرجة كافية لتحويل كل الطاقة الممتصة إلى كهرباء.
وعند مقارنة السعر مع أداء فعالية الخلايا نجد بأنها أغلى ثمناً من محطات طاقة الرياح أو الطاقة المائية، بمعنى أنك تحتاج إلى مساحة واسعة لتركيب ألواح الخلايا الشمسية، كما أن هذه الخلايا لا يمكنها إنتاج طاقة بشكل مستقر وبفعالية عالية.
تكلفة إنتاجية الخلايا الشمسية
على الرغم من توجه دول العالم إلى بناء محطات الأنظمة الشمسية، إلا أن نسبة الطاقة المستخرجة تقدر بحوالي 1% حسب إحصائيات موقع “أور ولد إن داتا” لعام 2019. وهذه النسبة ضئيلة جداً، ويعود ذلك إلى التكلفة المادي المرتفعة.
حيث شهد ارتفاع كبير في مادة السيليكون المستخدمة في تصنيع الخلايا، إذ وصل سعر الكيلو جرام الواحد منها إلى حوالي 28 دولار، والسعر في حالة صعود كما ذكر موقع “سولار كوتس”.
التقنية الأكثر فعالية للخلايا الشمسية
اقترح باحثون من جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا الأسترالية إلى إيجاد حل لمشكلة انخفاض فعالية الخلايا الشمسية بأقل التكاليف الممكنة، ولتحقيق ذلك قاموا بابتكار مادة تسمى “نانوية” تجعل الخلايا الشمسية أكثر فعالية من الخلايا القائمة على السيليكون.
وقد أطلق العلماء على هذه الخلايا الجديدة اسم “خلايا البيروفسكايت الشمسية”، (بالإنجليزية: Perovskite Solar Cells) وتختصر بالأحرف (PSCs).
المصادر:
- solar quotes
- جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا الأسترالية
