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:
العراق يلجأ للطاقة الشمسية في مواجهة أزمة الكهرباء
بغداد- أعلنت وزارة الكهرباء عن مبادرة تهدف إلى تشجيع المواطنين على اقتناء منظومات الطاقة الشمسية وربطها بالشبكة الكهربائية. تأتي هذه المبادرة ضمن جهود الحكومة لتخطي المشاكل السابقة، بسبب تلكؤ دخول الغاز الإيراني ومشاكل استيراد الكهرباء من خلال البحث عن وسائل أخرى لتنويع مصادر الطاقة وتخفيف العبء عن المنظومة الكهربائية الوطنية.
وأعلن وزير الكهرباء زياد علي فاضل، الثلاثاء الماضي، تأهيل 8 شركات متخصصة في مجال الطاقة الشمسية ضمن المرحلة الأولى، في إطار مبادرة البنك المركزي العراقي.
وتواجه المنظومة الكهربائية في العراق ضغوطا متزايدة، مما يؤثر على استقرار التيار الكهربائي وتلبية احتياجات المواطنين.
ويعتمد العراق بشكل كبير على الغاز الإيراني لتشغيل محطاته الكهربائية، خاصة في الجنوب، وهذا يجعل البلاد عرضة للتأثر بأي تقلبات في إمدادات الغاز من إيران.
وتزود إيران العراق بحوالي 50 مليون متر مكعب من الغاز يوميا بما يغطي حوالي ثلث احتياجات البلاد، وهو ما يكفي لإنتاج نحو 6 آلاف ميغاوات من الكهرباء، إلا أن هذا الكم لا يكفي لتلبية احتياجات العراق في أوقات الذروة.
الطاقة الشمسيةالمتحدث باسم وزارة الكهرباء، أحمد موسى العبادي، أكد أن الوزارة عملت من خلال منصتها على فتح مزايدة بين الشركات للمضي بالخطة، حيث وقع الاختيار على 8 من الشركات الرصينة.
إعلانوقال العبادي في حديث للجزيرة نت إنه تم ترشيح هذه الشركات ذات المواصفات المعتمدة التي من الممكن أن يقتني المواطن منها ألواح ومنظومات الطاقة الشمسية.
وأشار إلى أن دور الوزارة في هذا الموضوع هو دعم الموافقة الدقيقة لاقتناء الشركة الملائمة التي من الممكن أن يشتري منها المواطن ضمن قروض مبادرة البنك المركزي هذه المنظومات والألواح الشمسية، كما عملت الوزارة على طرح تقييمات عبر المنصة لعطاءات الشركات المتنافسة حيث وقع الاختيار على 8 شركات أعلنت عنها الوزارة.
وبيّن أن المبادرة صدرت من البنك المركزي وهم المعنيون بتوفير التخصيصات اللازمة للمبادرة التي سبق أن أعلنتها الحكومة من خلال إيعاز البنك المركزي للمصارف بطرح مبادرة صغيرة للمواطنين بتقديم قروض لشراء تلك المنظومات، ويتم تسديدها بالتقسيط دون فوائد.
وذكر أن الشركات التي وقع الاختيار عليها ذات منتج رصين ومواصفة عالية تتلاءم مع ربطها مع الشبكة الكهربائية بإقدام المواطنين على شراء المنظومات والعمل على ربطها بالشبكات.
وأكد العبادي أن المشروع تم إطلاقه فعليا، ويستطيع المواطن مراجعة المصارف لاقتناء تلك المنظومات عبر القروض، وتم إطلاق المبادرة، وكانت تسير بنحو بسيط، لكن اليوم تم تسريعها بالتركيز من الوزارة والتوجيه للمواطنين باقتناء تلك المنظومات التي ستخفف كثيرا من أعباء الضغط على المنظومة الكهربائية.
احتياجات كبيرة وفرص متاحةأكد خبير الطاقة هادي علي طه أن العراق يحتاج إلى ما يقرب من 30 إلى 40 ألف ميغاوات لتغطية كامل حاجته، خصوصا بوقت الذروة في فصلي الصيف والشتاء، وأنه من الممكن إنشاء محطات لتوليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في العراق، نظرا لوجود مساحات شاسعة في محافظات الجنوب مثل محافظة المثنى والمحافظات الغربية مثل محافظة الأنبار.
إعلانيشار إلى أن حجم الإنتاج الحالي للكهرباء في العراق يصل إلى 18 ألف ميغاوات فقط.
وأعلنت وزارة الكهرباء في أبريل/نيسان الماضي زيادة حجم الطاقة المنتجة بحدود 3 آلاف ميغاوات، في حين أشارت إلى سعيها للوصول إلى حجم إنتاج يبلغ 27 ألف ميغاوات.
وقال طه في حديث للجزيرة نت إنه لا يمكن إنشاء مثل هذه المشاريع في فترة قصيرة، بل يجب أن يتم ذلك بالتدريج، من خلال الاعتماد على المحطات الحالية وتوفير الوقود لها، ثم البدء السريع في بناء محطات الطاقة الشمسية لتحل محلها.
وأشار إلى أن تجربة الاعتماد على الطاقة الشمسية كخيار لتقليل الضغط عن المنظومة الكهربائية هي خيار ناجح، ومن الممكن أن تنجح هذه التجربة، خصوصا أن العالم يتجه إلى استخدام الطاقة المتجددة لما فيها من محاسن اقتصادية وبيئية.
وأوضح أن آليات نجاح هذه التجربة تعتمد على دعم الدولة للقطاعين العام والخاص، وتشجيع الاستثمارات في هذا الخصوص، وسن قوانين لتنظيم العمل وضمان حقوق المستهلك والمنتج.
وأكد أن هذه المنظومات عمرها طويل، ولا تحتاج إلى صيانة مستمرة، حيث إن معدل عمر اللوح الشمسي يصل إلى 25 سنة، وكذلك "الانفيرترات" والأجزاء الأخرى للمنظومة الشمسية.
ووضح أن كل ما تحتاجه هذه المنظومات هو التنظيف المستمر من الأتربة والغبار والأوساخ، خصوصا إذا ما علمنا أن جو العراق ينتج كمية كبيرة من الغبار والأتربة على مدار السنة، ولكن من الممكن عمليا تشكيل فرق صيانة لهذه المنظومات إذا اقتضت الضرورة.
بديل عن الغاز الإيرانيوأجاب طه عن سؤال يتعلق بإمكانية الاستغناء عن الغاز الإيراني وجميع أنواع الوقود الأحفوري، قائلا: نعم، من الممكن الاستغناء عن جميع أنواع الوقود الأحفوري الملوثة للبيئة، ولا نحتاج لاستيراد الكهرباء إذا ما تم الاعتماد على المحطات الغازية والحرارية والكهرومائية ومحطات الديزل الحالية.
إعلانونوه إلى أن هذه الخطوة سيكتب لها النجاح بشرط أن يتم توفير الوقود لها، ثم البدء تدريجيا بالاعتماد على محطات الطاقة الشمسية وتقليل الاعتماد على المحطات التي تعمل بالوقود الأحفوري، إلى أن يتم إنتاج محطات طاقة شمسية تغطي حاجة البلد، وعندها يتم إلغاء المحطات العاملة بالغاز والوقود السائل، وهذا ما يسير عليه العالم حاليا.
وفد التنسيقية يلتقي السفير دياب اللوح.. ويؤكد دعم ومساندة الشعب الفلسطيني