آیا می خواهید قبض انرژی خود را کاهش دهید؟ این سلول های خورشیدی رکوردشکن را امتحان کنید

پانل‌های خورشیدی دهه‌هاست که وجود داشته‌اند – در واقع، اکنون آنها یک دید مشترک بر روی خانه ها حتی در کشورهای عمدتا ابری و تاریک شمال اروپا. ارزان‌تر و آسان‌تر از هر زمان دیگری نصب می‌شود، این سوال مطرح می‌شود که چرا پنل‌های خورشیدی در هر خانه‌ای نصب نمی‌شوند؟ بیشتر به هزینه بستگی دارد. مصرف کنندگان صرفاً خواهان بازگشت سریع سرمایه هستند.

من که سال ها در بخش دیود ساطع کننده نور (LED) کار کرده ام، به یاد می آورم که چقدر سخت بود مردم را متقاعد کنم چیزی بخرند - نور ال ای دی - که قیمت آن بیشتر از یک لامپ رشته ای قدیمی است. چرا وقتی 10 سال یا بیشتر هیچ بازپرداختی دریافت نمی کنید، پول را خرج کنید؟ لامپ‌های جدید برای جنگجویان محیط‌زیست خوب بودند، اما برای ورزشکاران معمولی نه.

خوشبختانه، کارایی، هزینه و کیفیت LED ها بهبود یافت و مصرف کنندگان متوجه شدند که روشنایی LED به اندازه کافی زنده می ماند تا هزینه اولیه را جبران کند. هنگامی که زمان بازپرداخت به زیر پنج سال کاهش یافت، همه چیز واقعاً شروع به حرکت کرد. در واقع، روشنایی ال‌ای‌دی امروزی می‌تواند بیش از 100 لومن در هر وات (دوبرابر این برای محصولات سطح بالا) ارائه دهد، به این معنی که آنها تنها انتخاب عملی هستند – با بازپرداخت در ماه‌ها.

انتخابی ممنوعیت البته منابع نور ناکارآمد کمک کرد، اما LED ها به دلیل پیشرفت فنی همراه با صرفه جویی در مقیاس موفق شدند. پس آیا همین اتفاق در مورد پنل های خورشیدی نیز رخ می دهد؟ در بریتانیا، دولت کارها را در سال 2010 آغاز کرد خوراک تعرفه ها (FiTs). هر کسی که برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی را در شبکه قرار دهد، 41.3 p/kWh (پنس در هر کیلووات ساعت) - در زمانی که برق حدود 10 p/kWh بود، تعلق می گیرد. تعرفه ها باعث شد که بسیاری از مردم پانل های فتوولتائیک خورشیدی (PV) را با نصب نصب کنند افزایش از 140,000 در سال 2011 به 1.2 میلیون تا پایان سال گذشته

افزایش بهره وری

در سال 2010، پانل های خورشیدی PV تجاری مبتنی بر سیلیکون با راندمان معمولاً 15٪ بودند. اگر آنها را از یک تولید کننده معتبر خریداری می کردید، برخی از پانل ها می توانستند ده ها سال دوام بیاورند که به اندازه کافی طولانی بود تا سرمایه گذاری را بازپرداخت کنید. اما همانطور که گزارش 2020 آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر هزینه PV خورشیدی در سطح جهان بین سال‌های 82 تا 2010 به میزان 2019 درصد کاهش یافت و بازده پانل‌ها اکنون نزدیک به 22 درصد است.

در واقع همه انرژی‌های تجدیدپذیر، از جمله باد در ساحل و فراساحل و همچنین انرژی خورشیدی متمرکز، با کاهش ۱۳ درصدی انرژی خورشیدی تنها در سال ۲۰۱۹ به بیش از ۵ p/kWh کاهش یافته‌اند. با وجود تحولات بعدی در بخش خورشیدی بریتانیا پایان FiTs در 2017-2018به گفته این فیزیکدان، بریتانیا احتمالا تا پایان سال 1 بیش از 2022 گیگاوات PV خورشیدی نصب خواهد کرد. فینلی کولویل، رئیس تحقیقات بازار در رسانه خورشیدی.

علاوه بر این، نشانه‌ها حاکی از آن است که بریتانیا می‌تواند در مجموع 40 گیگاوات PV خورشیدی را تا سال 2030 بر روی پشت بام خانه‌ها و ادارات و در آرایه‌های خورشیدی نصب شده روی زمین نصب کند. در اوایل سال جاری به عنوان بخشی از آن طرح امنیت انرژی، دولت بریتانیا همچنین به دنبال افزایش 14 گیگاوات ظرفیت خورشیدی فعلی بریتانیا خواهد بود که برآورد می کند می تواند تا سال 2035 به پنج برابر افزایش یابد.

هزینه کلید است رکورد جهانی راندمان سلول های خورشیدی در حال حاضر 47.1٪ است، که در سال 2019 توسط کارکنان ایالات متحده به دست آمد آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر، که شش سلول خورشیدی متمرکز کننده اتصالی از مواد مختلف را در زیر نور 143 خورشید ساخت. هیچ سلول خورشیدی هرگز نمی تواند به اندازه سیلیکون خوب قدیمی مقرون به صرفه باشد، اما یک پنل خورشیدی "پشت سرهم" جدید که در اخیراً رونمایی شد. کنفرانس جهانی تبدیل انرژی فتوولتائیک در میلان، می تواند یک تغییر دهنده بازی باشد، با داشتن بازده 30.1٪ تنها در یک نور خورشید.

سلول جدید می تواند یک تغییر دهنده بازی باشد و بازدهی 30.1٪ تنها در یک نور خورشید دارد.

توسط تیمی از دانشگاه ها و موسسات مختلف در هلند ساخته شده استاین سلول یک سلول سیلیکونی معمولی را با یک سلول ساخته شده از پروسکایت ترکیب می کند و به آن اجازه می دهد تا از بخش بزرگتری از طیف خورشیدی بهره برداری کند. به این دلیل که قسمت سیلیکونی با نور مرئی و مادون قرمز به خوبی کار می کند، در حالی که پروسکایت با نور ماوراء بنفش و مرئی بهتر است. پروسکایت همچنین اجازه می دهد تا بیش از 93 درصد از نور مادون قرمز نزدیک به سلول سیلیکونی برسد.

تیم های زیادی در سراسر جهان روی سلول های پشت سر هم کار می کنند، از جمله شرکت بریتانیایی آکسفورد PV. با پوشاندن یک سلول سیلیکونی معمولی با یک فیلم نازک پروسکایت، آن را دارد در سال 29.52 به بازدهی 2020 درصدی دست یافتبا توجه به این که این شرکت می گوید مواد پروسکایت مصنوعی آن مقرون به صرفه و پایدار است. با کارخانه ای که قبلا ساخته شده است، Oxford PV قصد دارد اولین شرکتی باشد که اینها را بفروشد سلول های خورشیدی نسل بعدی. محصولات اولیه که برای سقف های مسکونی طراحی شده اند، 20 درصد انرژی بیشتری از همان تعداد سلول تولید می کنند.

آینده آفتابی

انرژی خورشیدی دارای پتانسیل های زیادی است، به طوری که 87 درصد از کشورهای جهان می توانند انرژی خود را با استفاده از کمتر از 5 درصد از زمین خود تامین کنند. همانطور که ایلان ماسک اشاره کرده است، ایالات متحده می تواند این کار را تنها با چند صد کیلومتر پنل خورشیدی در گوشه کوچکی از یوتا انجام دهد. اما بریتانیا یکی از آن کشورهای خوش شانس نیست: 12.5 درصد از کل کشور باید با پنل های خورشیدی پوشیده شوند تا انرژی خود را تامین کنند. با توجه به اینکه تنها 6 درصد از کشور بر روی آن ساخته شده است، بسیار زیاد است.

بنابراین PV خورشیدی بخشی از ترکیب خواهد بود اما نه کل راه حل. ما باید کارایی سلول‌های خورشیدی را افزایش دهیم و در عین حال هزینه‌های تولید، اینورترها و هزینه‌های نصب را در نظر بگیریم تا واقعاً جذب را تشویق کنیم. یک خانه متوسط ​​چهار نفره در بریتانیا در حال حاضر به حدود 16 پنل خورشیدی نیاز دارد که با بازدهی حدود 20 درصد کار کنند تا بتواند برق خود را تامین کند. با توجه به سطح کم نور خورشید در بریتانیا، قانون سرانگشتی تا همین اواخر این بود که 11 تا 14 سال طول می کشد تا پانل های خورشیدی هزینه خود را بپردازند.

اما بر اساس برخی تخمین ها، بازپرداخت پنل های خورشیدی اکنون به کمتر از چهار سال رسیده است و بهبودهای بیشتر می تواند این زمان را حتی بیشتر کوتاه کند. با افزایش قیمت انرژی و بحران هزینه های زندگی، به نظر می رسد که بالاخره زمان PV خورشیدی فرا رسیده است.