قل وداعا لالواح الطاقة الشمسية المستخدمة حاليا.. الصين تبهر العالم باختراع الواح شمسية لا نظير لها تنتج مقدار هائل من الطاقة بسعر ارخص
تاريخ النشر: 19th, December 2023 GMT
لا نبالغ حين نقول ان الصين ابهرت الجميع حول العالم بالفعل عقب اعلانها اختراع الواح شمسية جديدة تنتج مقدار هائل من الطاقة وبسعر ارخص، وذلك ما كان ينتظره مئات الملايين حول العالم.
وتستعمل خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء وتتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، ويعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على هذه التكنولوجيا لأكثر من عقد.
فريق العلماء استعمل بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة
وطوّر باحثون صينيون، من جامعة نانجينغ، نوعًا جديدًا من خلايا البيروفسكايت الشمسية، وهي نوع من أجهزة الأغشية الرقيقة التي تستعمل نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء.وتتميز هذه الخلايا بكفاءة أكبر، وبقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بنصف كلفة خلايا السيليكون التقليدية.
وسُمِّيت خلايا البيروفسكايت الشمسية باسْم معدن يتمتع بنوع معين من بنية الخلية البلورية، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في يونيو/حزيران الجاري.وتُعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية إحدى أكثر التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة وبأسعار معقولة، نظرًا لكفاءتها العالية وكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
ارتفاع كفاءة تحويل الطاقة
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا خلايا البيروفسكايت الشمسية لأكثر من عقد، وفي غضون سنوات قليلة فقط، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة (بي سي إي) لخلايا البيروفسكايت من 3.8 إلى أكثر من 25%.في أحدث تقدّم، استعمل فريق من جامعة نانجينغ الصينية، بقيادة البروفيسور تان هيرن، بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة، وكان الفريق يدرس هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
وقد حققت خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات المساحة الصغيرة كفاءة تحويل بنسبة 28% في يونيو/حزيران الماضي، واعتُمِدَت لدى جداول كفاءة الخلايا الشمسية المعتمدة دوليًا، متجاوزةً خلايا السيليكون التقليدية لأول مرة.وقد تحسنت النتائج الأخيرة التي توصّلوا إليها، ونشرتها مجلة نيتشر، وخضعت لمراجعة الأقران، يوم الأحد الماضي 11 يونيو/حزيران، إذ بلغت كفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية 29%.
مزايا خلايا البيروفسكايت الشمسية
يعمل فريق العلماء لدى جامعة نانجينغ الصينية على تطوير خلايا شمسية ذات طبقة عُليا تمتص أشعة الشمس قصيرة الموجة وطبقة سفلى تمتصّ الموجات الطويلة لتحسين الاستعمال العام للضوء. وتربط طبقة وسطى هاتين الطبقتين، والمفتاح لتحسين الأداء هو تعزيز كفاءة تحويل الطاقة للطبقة السفلية وتطوير طبقة عالية الأداء لتوصيل الطبقتين العليا والسفلى، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.في الدراسة الأخيرة.
وذكر رئيس فريق الباحثين لدى جامعة نانجينغ الصينية، البروفيسور تان هيرن، أنه وجد طريقة لتحسين المواد للطبقة الرابطة لجعلها مناسبة للمعالجة منخفضة التكلفة على نطاق واسع.واستعمل الباحثون محلول التكييف الفراغي لتحسين كفاءة شريط البيروفسكايت في الطبقة السفلى عن طريق تقليل العيوب وتحسين قدرته على استخراج الإلكترونات.
قال أحد المراجعين لدى مجلة نيتشر: “تُظهر هذه الورقة البحثية نتيجة بنّاءة جدًا في هذا المجال من حيث إنها لا تُظهر فقط أداءً ممتازًا للطاقة الكهروضوئية على أفضل ترادف لجميع البيروفسكايت في العالم، بل تقدِّم أيضًا نهجًا جديدًا”.وتتمتع هذه الخلايا الشمسية بعمر افتراضي كافٍ، إذ أشار البروفيسور تان هيرن في البحث: “يحتفظ الجهاز بأكثر من 90% من أدائه الأوّلي بعد 600 ساعة من التشغيل المتواصل تحت إضاءة تحاكي أشعة الشمس”.
في العام الماضي، أقرّت وزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية عمل الفريق بصفته واحدًا من أفضل 10 تطورات علمية في الصين من قبل بسبب إمكانات التكنولوجيا في مجال الطاقة النظيفة، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في 18 يونيو/حزيران الجاري.
وفي مقابلة مع وسائل الإعلام الحكومية، قال تان: “المواد الخام لصنع خلايا البيروفسكايت رخيصة ووفيرة، ما يجعل تكاليف إنتاج هذه الخلايا واحدة من 20 خلايا السيليكون التقليدية، علاوة على ذلك، فهي أسهل في الإنتاج، ويمكن تصنيعها في مصنع واحد”.وأضاف: “حتى مع إضافة عناصر أخرى، فإن التكلفة الإجمالية للإنتاج هي -فقط- نصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية”.بالإضافة إلى وظائفهم الأكاديمية، يشارك تان وفريقه في تسويق التكنولوجيا الخاصة بهم، وأنشؤوا شركة ناشئة تسمى رينشاين سولار Solar لتحقيق هذه الغاية.وقد صممت الشركة خلايا البيروفسكايت الشمسية لاستعمالها في بناء أسقف أو جدران، أو لتركيبها في السيارات الكهربائية لتحسين مداها.
نظرًا لأنها مصممة لتوليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة، يمكن استعمالها لشحن الهواتف أو أجهزة الحاسوب المحمولة.ووقّع الباحثون، هذا العام، اتفاقية مشروع صناعي مع حكومة مدينة تشانغشو في مقاطعة جيانغسو الصينية، وأنشؤوا خط إنتاج يهدف إلى تحقيق قدرة 150 ميغاواط بحلول سبتمبر/أيلول.
كفاءة الخلايا الشمسية
تمثّل كفاءة تحويل الجهد الكهربائي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري المهيمنة على السوق العالمية من 20-22%، وفقًا لما نشرته منصة الطاقة المتخصصة، في أبريل/نيسان الماضي.
وتأتي الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين خلايا السيليكون والبيروفسكايت بديلًا واعدًا للغاية وعالي الأداء وقابلًا التطبيق على نطاق واسع للخلايا الشمسية البلورية التقليدية.وتعدّ “كاوست” الطاقة من مجالات البحث الإستراتيجية، التي توليها أولوية قصوى لتطوير أبحاث الخلايا الشمسية من خلال مركزها للطاقة الشمسية الذي يضم مختبر الطاقة الكهروضوئية.ويعدّ الابتكار طفرة كبيرة في مجال الطاقة الشمسية في وقت تُقدِّر فيه التوقعات أن تبلغ حصة خلايا البيروفسكايت الشمسية والسيليكون الترادفية في السوق العالمية للخلايا الشمسية أكثر من 10 مليارات دولار بحلول عام 2032.”
مرتبطالمصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الصين الطاقة الشمسية الواح جديدة خلايا البيروفسكايت الشمسية خلایا البیروفسکایت الشمسیة الخلایا الشمسیة جامعة نانجینغ یونیو حزیران
إقرأ أيضاً:
«أبوظبي للتنمية» يمول مشروعاً استراتيجيا للطاقة الشمسية في جمهورية القمر بـ 25.7 مليون درهم
أبوظبي - وام
شارك صندوق أبوظبي للتنمية في حفل تدشين محطة الطاقة الشمسية في جمهورية القمر المتحدة، والتي مولها الصندوق بتكلفة 25.7 مليون درهم، ما يعادل 7 ملايين دولار، في خطوة محورية تدعم تنمية الاقتصاد الوطني، وتلبية الطلب المتزايد على الطاقة الكهربائية في جمهورية القمر.
وتساهم المحطة، التي تصل قدرتها الإنتاجية إلى 6.3 ميغاواط، في رفع كفاءة قطاع الطاقة في البلاد واستدامتها من مصادر متجددة، الأمر الذي يسهم بشكل إيجابي في تعزيز بنية الطاقة الكهربائية في العاصمة «موروني» والمناطق المحيطة بها، ورفع مستوى جودة الحياة المعيشية للسكان، كما يهدف المشروع إلى خفض الانبعاثات الكربونية الضارة بالبيئة، والحفاظ على الموارد الطبيعية والحد من تأثيرات التغير المناخي.
دشن المشروع، عثمان غزالي رئيس جمهورية القمرالمتحدة، بحضور جمعة راشد الرميثي سفير دولة الإمارات لدى جمهورية القمر المتحدة، وعدد من كبار المسؤولين الحكوميين في كلا البلدين.
وأكد عثمان غزالي، إن دولة الإمارات العربية المتحدة تمتلك سجلاً حافلاً من الإنجازات الاستثنائية في مجال دعم المشاريع النوعية في الطاقة المتجددة، إلى جانب دورها المتقدم في العمل المناخي، ويجسد ذلك الدور الريادي الذي يقوم به صندوق أبوظبي للتنمية وحرصه على ترسيخ المفاهيم العالمية للاستدامة، وتعزيز الحلول المبتكرة وتوظيف التقنيات التكنولوجية الحديثة، سعياً لدعم مشاريع الطاقة على مستوى عالمي.
وقال: فخورون بالعلاقة المتميزة مع الصندوق، والتي ساهمت في تحقيق أهدافنا التنموية والتزامنا المشترك في حماية كوكبنا، هذه العلاقة تشكل أساساً قوياً لتقدمنا، وإن تمويل محطة الطاقة الشمسية يتجاوز كونه مشروعاً عادياً، بل يشكل لنا علامة فارقة تدعم مسيرتنا في التحول نحو الطاقة النظيفة واستدامة مواردها، بما يسهم في تعزيز الاستقرار الاقتصادي، وخلق فرص عمل جديدة تدعم النمو المستدام في البلاد.
من جهته، قال جمعة راشد الرميثي، إن هذا المشروع الهام يأتي في إطار العلاقات الوثيقة التي تربط دولة الإمارات بجمهورية القمر المتحدة، كما يعكس التزام دولة الإمارات الثابت بدعم التنمية المستدامة وتعزيز الشراكات الإستراتيجية في المجالات الحيوية، وخاصة في قطاع الطاقة المتجددة، واصفا المشروع بأنه خطوة مهمة نحو تحقيق الاستدامة البيئية، حيث تلتزم دولة الإمارات بدعم مشاريع الطاقة النظيفة، مما يعكس حرصها على تعزيز الجهود العالمية لمكافحة التغير المناخي.
وقال محمد سيف السويدي مدير عام صندوق أبوظبي للتنمية، إن هذا المشروع الريادي يشكل ركيزة أساسية تدعم تحفيز الأنشطة الاقتصادية والاجتماعية، واستدامة مشاريع الطاقة المتجددة في جمهورية القمر المتحدة، مؤكدا الحرص على العمل مع الشركاء «يداً بيد» على تحقيق الغايات المرجوة من تنفيذ هذه المحطة الإستراتيجية، التي ستلعب دوراً مهماً في تحقيق أهداف التنمية المستدامة، لتنعم بأثرها الإيجابي الأجيال الحالية والقادمة.
وأكد السويدي أن تمويل محطة الطاقة الشمسية يعكس التزام صندوق أبوظبي للتنمية بتعزيز الشراكات مع مختلف الدول، مشيرا إلى أن الاستثمار في مشاريع الطاقة يأتي في مقدمة اهتمامات الصندوق وأولوياته الرئيسية، نظراً لتأثيراتها الجوهرية من حيث تقليص الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتقليل الانبعاثات الكربونية، مما يسهم في تحقيق الأهداف البيئية، وبناء مستقبل مزدهر ومستدام للمجتمعات.
ويعمل مشروع محطة الطاقة الشمسية في جمهورية القمر المتحدة على زيادة إنتاج الكهرباء في البلاد، حيث سيتم ربط المحطة من خلال خطوط الضغط المتوسطة بسعة 20 كيلو فولت لنقل الكهرباء بشكل مستدام، مما يسهم في استقرار إمدادات الطاقة الكهربائية في المنطقة.
يذكر أن صندوق أبوظبي للتنمية، بدأ نشاطه التنموي في جمهورية القمر المتحدة عام 1979، حيث تم تقديم قروض ميسرة ومنحة حكومية بقيمة إجمالية تبلغ 439.4 مليون درهم، خصصت لتنفيذ مشاريع تنموية ضمن قطاعات حيوية كالصحة والتعليم، والكهرباء، والنقل وغيرها، الأمر الذي ساهم في تحقيق التنمية الاقتصادية والاجتماعية في البلاد.