وداعا لالواح الطاقة الشمسية المستخدمة حالياً.. الصين تبهر العالم باختراع الواح شمسية جديدة تنتج مقدار هائل من الطاقة بسعر ارخص
تاريخ النشر: 1st, January 2024 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 کفاءة تحویل
إقرأ أيضاً:
وزارة الاقتصاد تنظم ورشة عمل حول توطين إنتاج الطاقة الشمسية
يمانيون/ صنعاء
نظمت وزارة الاقتصاد والصناعة والاستثمار، اليوم، ورشة عمل حول توطين إنتاج الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات المصانع المحلية من الطاقة الكهربائية بالنظام الهجين بحضور ممثلي شركات انتاج الطاقة الشمسية والمصانع المحلية والبنوك .
وفي افتتاح الورشة، أشار وزير الاقتصاد والصناعة والاستثمار، المهندس معين هاشم المحاقري، إلى أن هدف الورشة هو التشبيك بين منتجي الطاقة المتجددة والمصانع المحلية لإقامة محطات توليد بالطاقة الشمسية في المصانع وتخفيف كلفة الوقود والتحول إلى الطاقة المتجددة وفق آليات سداد مبسطة لا تكلف المصانع أي أعباء إضافية لتوفير مبالغ مالية كبيرة كانت تنفق في شراء الديزل والمازوت ،مؤكدا أن الوزارة ستكون الضامنة للاتفاقيات بين شركات الطاقة الشمسية والمصانع.
وشدد على الاستفادة من التطور الهائل في مجال صناعة الطاقة الشمسية وضرورة تحول المصانع المحلية من الاعتماد على الطاقة التقليدية إلى الطاقة المتجددة لما له من أهمية من خفض تكلفة الإنتاج وتعزيز قدرة المنتجات المحلية على منافسة المنتجات المستوردة في إطار خطط واسعة للوزارة وحكومة التغيير والبناء لتحسين الوضع الصناعي والاستثماري وحماية المنتج المحلي واحداث نشاط صناعي ، من خلال الشراكة والتعاون بين الحكومة والقطاع الخاص.
وأوضح الوزير المحاقري أن مشكلة الطاقة في بلادنا تمثل عائقًا كبيرًا أمام المشاريع الصناعية نظرا لتكلفتها الكبيرة ، وأن التحول إلى الطاقة المتحددة من أهم الحلول للتغلب على هذه المشكلة، متطرقا إلى التجارب الناجحة لعدد من المصانع والشركات المحلية وما أسهم فيه من تخفيف كلفة الإنتاج .
ونوه بما يتضمنه مشروع قانون الاستثمار الجديد من حوافز غير مسبوقة للمستثمرين واعفاءات لشركات الطاقة المتجددة والمصانع المتحولة للعمل بالطاقة النظيفة ،وكذا مشروع التحفيز الاقتصادي الذي أعدته الوزارة وعرضته على الحكومة لإقراره والبدء في تنفيذ خطواته التي ستنعكس بشكل إيجابي على الوضع الاقتصادي من خلال استنهاض المقدرات المحلية والحفاظ على رأس المال الوطني .
وخلال الورشة، التي حضرها رئيس مجلس إدارة شركة كمران للصناعة والاستثمار محمد الدولة ورئيس مجلس إدارة المؤسسة العامة القابضة للتنمية العقارية والاستثمار ” شبام ” عبدالله مسفر الشاعر ، أشار رئيس الهيئة العامة للاستثمار ياسر المنصور، إلى أهمية مشروع توطين إنتاج الطاقة الشمسية والتعاون من أجل المضي بهذا المشروع الاستراتيجي للتخفيف من أعباء الوقود التي تثقل كاهل القطاع الصناعي في اليمن.
من جهته، أشار رئيس مجلس إدارة المؤسسة اليمنية العامة لصناعة وتسويق الاسمنت، يحيى صالح عطيفة، إلى أن المؤسسة لديها خطط طموحة بدعم من وزير الاقتصاد والصناعة والاستثمار للتحول التدريجي نحو استخدام الطاقة المتجددة، لافتا إلى أن هذا المشروع سيمثل نقلة كبيرة للمؤسسة لتخفيف الأعباء المالية التي تنفقها على شراء الديزل والمازوت وسيسهم في تخفيف كلفة الإنتاج وتقديم منتجات اسمنتية ذات جودة وتتناسب مع وضع المواطن.
إلى ذلك أشاد رئيس مجلس إدارة الغرفة التجارية الصناعية بأمانة العاصمة علي الهادي ، باهتمام وزارة الاقتصاد والصناعة والاستثمار بمثل هذه المواضيع التي تلامس هموم القطاع الصناعي واستشعارها لما يواجه القطاع الصناعي من مشاكل والاسهام في حلها .
وخلال الورشة قدّم عدد من شركات انتاج الطاقة الشمسية نماذج لمشاريع ناجحة لإنتاج الطاقة لعدد من المصانع ، كما استعرض عدد من أصحاب الشركات والمصانع تجاربهم في التحول إلى الطاقة الشمسية واسترداد التكلفة المالية لتلك المشاريع خلال فترة قصيرة.
فيما قدم ممثلو البنوك برامج القروض للقطاع الصناعي والتجاري لتمويل مشاريع التحول نحو الطاقة المتجددة .
وخلال الورشة عمّد وزير الاقتصاد والصناعة والاستثمار اتفاقية بين شركة للطاقة الشمسية وإحدى الشركات الصناعية لإنتاج كهرباء بطاقة 15 ميجا وات .
حضر الورشة نائب رئيس مجلس إدارة الغرفة التجارية الصناعية بأمانة العاصمة محمد محمد صلاح .