مدیران خودروعصر اعتبار

نسل بعدی انرژی خورشیدی

عصر ساختمان- اگرچه فرآیند کاهش قیمت پنل های خورشیدی، رشد سریع انرژی خورشیدی را کند کرد، اما دانشمندان در حال یافتن نسل بعدی از متریال هستند که با استفاده از آن ها می توان انرژی بیشتری را از خورشید به دست آورد.

نسل بعدی انرژی خورشیدی
نسخه قابل چاپ
سه شنبه ۰۵ تير ۱۳۹۷ - ۱۴:۰۰:۰۰

    به گزارش پایگاه خبری«عصر ساختمان»، در طول یک دوره 25 ساله، انرژی خورشیدی به صورت نمادین رشد کرده است و باعث شده تا این فناوری از یک تکنولوژی عجیب و غریب و نادر به یک منبع انرژی ای تبدیل شود که دارای سریعترین جریان رشد در جهان است، برخی از مردم آن را "سان راش"(Sun Rush) می نامند.
    این جریان سریع، که در سال 1992 با 100 مگاوات دیده می شد با رشدی چشمگیر به بیش از 300 گیگاوات در سال 2016 رسیده است، ناشی از کاهش قیمت هاست که در فاصله زمانی بین سال های 2009 تا 2017، 86 درصد رشد کرده است.
    کشور چین که پرچمدار ساخت و نصب پنل های خورشیدی در جهان است در سال گذشته به میزان قابل توجهی ظرفیت های خود را گسترش داد. همچنین این تکنولوژی باعث ثبت رکورد جدیدی در بریتانیا که دارای هوای ابری است، شد. بدین گونه که در تابستان گذشته، در یک بازه زمانی میزان انرژی بیشتری در مقایسه با ایستگاه های هسته ای کشور تامین شد.
    برای برخی از کارشناسان سوال است که آیا منحنی کاهش قیمت پنل های خورشیدی رو به پایان است یا خیر، اما ابهاماتی در این مورد که چگونه رشد "استراتوسفریک" را می توان حفظ کرد وجود دارد، و همچنین با توجه به این مساله که در طول یک ساعت میزان انرژی که از خورشید به سطح زمین می رسد بیشتر از میزان استفاده انسان ها در طول یک سال است، این سوال بوجود می آید که آیا پنل های خورشیدی سیلیکونی نیازهای طولانی مدت انرژی ما را تامین می کند؟
    به منظور پشت سر گذاشتن این چالش، محققین در سرتاسر جهان برای کشف متریالی جدید با هم رقابت می کنند تا بتوانند انرژی بیشتری را از فوتون های خورشید به دست آورند و همچنین به نسبت پنل های امروزی با انعطاف بیشتری مورد استفاده قرار بگیرند. ماده آلی- عدنی "پروسکایت" در این زمینه پیشگام شده است، پنل های خورشیدی سبک تر و موثرتری را نوید می دهد که حتی به صورت نیمه شفاف هم ساخته می شوند و برای استفاده به عنوان شیشه پنجره هم مناسب است.
    وارون سیوارام (Varun Sivaram) یکی از اعضای علوم و فناوری در شورای روابط خارجی می گوید: "هم اکنون "پروسکایت" در میان تمام تکنولوژی های "فتوولتائیک" (PV) پیشگام است."
    کتاب جدید او که بزودی به بازار عرضه می شود، درباره انرژی خورشیدی است. در بخشی از آن اینگونه نوشته شده است: "متریالی که امکان ساخت روکش های خورشیدی ارزان و بسیار کارآمد را فراهم می کند، در حالیکه که می تواند با پرینتر همانطور که روزنامه چاپ می شود، نمایش داده شود."
    شرکتی که در آکسفورد انگلستان متولد شد در این مسیر رقابتی پرچمدار است که پروسکایت را برای مصارف بازرگانی گسترش داده است. این شرکت که در سال 2010 بنیان گذاری شد، سال های اولیه را صرف پیدا کردن سلول های حساس به رنگ و جایگزین کرده است.
    با این حال هانری اسنیت (Henry Snaith) از بنیانگذاران این شرکت، در سال 2010 رویه شرکت را تغییر داد. "من متوجه این موضوع شدم که پروسکایت می تواند در سلول های PV بسیار موثر باشند. ما از این موضوع آگاه شدیم که اینجا دقیقا همان جائی بود که فرصت های واقعی در آنجا نهفته شده است."
    ایده بزرگ این کارخانه بریتانیایی-آلمانی تکیه بر موفقیت سیلیکون است که با مقیاس و بازده تولید چینی بسیار ارزان ساخته می شود.
    "پروسکایت" به نسبت سیلیکون انرژی را از یک قسمت دیگر از طول موج خورشید دریافت می کند که همین موضوع باعث می شود تا "آکسفورد پی وی" به منظور تولید حداکثری برق، آن را روی سیلیکون قرار دهد.
    مدیر عامل شرکت فرانک آوردانگ (Frank Averdung) در این مورد می گوید: "ما خود را در جایگاهی نمی بینیم که در حال مبارزه برای یک صنعت 35 میلیارد دلاری (سیلیکون) باشیم، بلکه ما در حال بهبود آن هستیم. ایده ما استفاده از دارائی های موجود است. اگر بخواهید کاری را به جز این انجام دهید با شکست مواجه می شوید. ایده ما می تواند سلول های موجود را کامل کند."
    این شرکت با سازنده های پنل خورشیدی بزرگی کار می کند که اسامی آن ها فاش نشده است و این شرکت امیدوار است تا بتواند این محصول را برای سال 2019 روانه بازار کند.
    در سال 2009  قیمت پنل های خورشیدی پایه سیلیکونی برای مزارع بزرگ از حدود 350 دلار درهر مگاوات ساعت به 50 دلار در سال 2017 کاهش یافته است، این در حالیست که بسیاری از کارشناسان معتقدند کاهش چشمگیر قیمت ها پایان یافته است.
    آرتور کوپسزوناس (Artur Kupczunas) از بنیانگذاران شرکت سائول تکنولوجیز (Saule Technologies) که در لهستان "پروسکایت" تولید می کند، می گوید کاهش هزینه های این چنینی به پایان رسیده است: "ما یک روند کاهش سریع قیمت ها را تجربه کرده ایم، اما موانع تکنولوژی وجود دارد که اجازه نمی دهد تا این کاهش قیمت ها به سرعت سال 2013 صورت پذیرد."
    شرکت سائول که در حال مذاکره با آژانس فضایی ژاپن است، در حال توسعه چاپ جوهر افشان برای نمونه های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت خود است.
    در حال حاضر فقط امکان چاپ آن ها در اندازه A4 وجود دارد، اما تیم ماهر 25 نفره شرکت امیدوار است که بتواند تا انتهای سال آن را به اندازه یک متر مربع افزایش دهد.
    با این حال، چیزی که کویسزوناس را بیشتر هیجان زده می کند، ادغام پنل های خورشدی با ساختمان های نو ساز در آینده است که هم در دیوار ها و از آنجایی که امکان تولید آن ها به صورت نیمه شفاف وجود دارد، به عنوان پنجره هم می شود از آن ها استفاده نمود.
    او می گوید: "شما می توانید از این پنل ها در تمام ساختمان استفاده کنید" و خاطرنشان کرد که سیلیکون برای همچین کاری بسیار سنگین بود.
    "پروسکایت" همان چیزی است که به عنوان نسل سوم سلول های خورشیدی شناخته می شود. سیلیکون، نسل اول سلول خورشیدی بود و مجموعه ای از سایر رقبا مانند فیلم های نازک نسل دوم بودند.
    در مقایسه با سیلیکون که در موقع ساخت برای سلول های خورشیدی به حرارت بیش از 100 درجه سانتیگراد نیاز بود، در تولید پروسکایت نیازی به حرارت بالا نیست. این بدان معناست که در مقایسه با سیلیکون به انرژی و هزینه کمتری برای ساخت نیاز دارد.
    یک سلول خورشیدی پایه سیلیکونی معمولی تقریبا بین 21 تا 22 درصد از نور خورشید را به انرژی تبدیل می کند با محدودیت مواد 29 درصد. "آکسفورد پی وی" اعتقاد دارد که نزدیک کردن پروسکایت روی سیلیکون می تواند بازده آن را تا حدود 25 درصد افزایش دهد.
    آوردانگ در این باره می گوید: "این بدان معناست که خارج از همان سلول، شما می توانید 20 درصد انرژی بیشتر دریافت کنید که میزان قابل توجه ایی است."
    پائول کاکسن (Paul Coxon) فیزیک دان در علم مواد از دانشگاه کمبیریج معتقد است که ترکیب سیلیکون با پروسکایت می تواند راه خوبی برای تجاری سازی این فناوری جدید باشد، همچنین می تواند بر محدودیت های تکنولوژی قدیمی نیز غلبه کند.
    وی در ادامه صحبت هایش افزود: "اصلا اهمیت ندارد که به چه میزان سلول های پایه سیلیکونی ارزان شود چرا که محدودیت (29 درصد بازدهی) آن همچنان برقرار است. از طرفی ادامه دادن تنها با این تکنولوژی، با توجه به نیاز بشریت به رشد و گسترش برق، ممکن است محدودیتی ایجاد کند که مانع پیچیده ای برای غلبه بر آن شود."
    او همچنین می گوید که پروسکایت دارای پتانسیل زیادی است و تحقیقات به سرعت در حال گسترش هستند، در سال گذشته نزدیک به 4000 مطلب علمی تنها در این مورد چاپ گردیده است. با این حال وی اعتقاد دارد سیلیکون همچنان به حکمرانی خود در مزارع بزرگ خورشیدی، با مقیاس مفید و همچنین با تکنولوژی جدید در فضاهای کوچکتر و محدود تر ادامه خواهد داد." وی ادامه می دهد: "ممکن است سلول های پروسکایت را در کاشی های خورشیدی در مقیاس کوچکتر و یا حتی شاید نمونه هایی از پروسکایت های پایه- فضا را ببینیم که مورد استفاده قرار می گیرند."
    دانشمندان در دانشگاه آکسفورد یک سیستم حلال را توسعه دادند که دارای درصد کمی مواد سمی است و در تولید سلول های خورشیدی پروسکایت می توانند مورد استفاه قرار بگیرند. دپارتمان فیزیک/دانشگاه آکسفورد
    ممکن است برای برخی سوال باشد که چه لزومی دارد تا دنبال بازدهی بیشتر سلول های خورشیدی باشیم آن هم زمانی که کشور چین سلول های خورشیدی پایه سیلیکونی را با قیمت ارزان ساخته است، اما کارشناسان معتقدند که هنوز دلایل متعدد و خوبی وجود دارد که می توان بازدهی آن را با متریالی مانند پروسکایت بالا برد.
    مایکل مکگهه (Michael McGehee)، استاد علم مواد در دانشگاه استنفورد (Stanford) می گوید: "از آنجاییکه در 10 سال گذشته قیمت پنل های خورشیدی کاهش یافته است، اما شرایطی ایجاد شده است که بیش از نیمی از هزیته قرار دادن کالکشن پنل ها صرف نصب خود پنل ها می شود."
    به همین دلیل است که افزایش بازدهی پنل ها بسیار مورد توجه است، این امر منجر می شود تا تعداد پنل هایی که نیاز به نصب دارند، کاهش یابد و به طور غیر مستقیم هزینه های نصب را پایین می آورد. این مسئله دقیقا همان چیزی است که گسترش بازدهی را پر اهمیت می کند.
    البته که هیچ تضمینی وجود ندارد که پروسکایت به عنوان یک متریال جدید شگفت انگیز موفق شود، اما دانشگاهیان و کارخانه ها به صورت مداوم تکرار می کنند که توسعه در مراحل بسیار ابتدایی است، هم شرکت آکسفورد پی وی و هم شرکت سائول چالش های زیادی اعم از فنی و تولیدی را پیش رو دارند که باید بر آن ها غلبه کنند.
    دیگر مواد نسل سوم نیز در حال رقابت هستند. بنا به گفته سیوارام: "اگرچه پروسکایت در آزمایشگاه خوب جواب داده است، اما اشکالات بالقوه ای دارد، همچنین پروسکایت تنها متریال خورشیدی امیدوار کننده در بیرون از آنجا نیست. رویکرد های دیگر مانند سلول های خورشیدی ارگانیک و کوانتوم، مزایای منحصر به فردشان را با خود به همراه دارند."
    با این حال بزرگترین مانع احتمالا موانع اقتصادی خواهد بود، به مانند سرمایه گزاران، چراکه در جریان چرخه رونق و رکود قبلی در مورد تکنولوژی پاک، تحت تاثیر شدید قرار گرفته بودند.
    سیوارام اینگونه صحبت هایش را پایان داد: "تا زمانی که صنعت خورشیدی و سرمایه گزاران این بخش دانشگاهیان را نادیده بگیرند، پروسکایت و سایر تکنولوژی های خورشیدی جدید، اکتشافات آزمایشگاهی باقی خواهند ماند."

    برچسب ها
    پورسعیدخلیلی
    پربازدیدترین های ۲ روز گذشته
      پربازدیدترین های هفته
        رویداد ها در یک نگاه
        • ساختمان فردا ۴
        • ساختمان فردا ۳
        • ساختمان فردا ۲
        • نشریه ساختمان فردا ۱
        • شماره ۱۷ و ۱۸
        • ۰
        • ۰
        • هفته نامه
        • ۰
        آخرین بروزرسانی ۳ ماه پیش
        آرشیو
        آخرین اخبار