لا يكفي أن تكون رخيصاً.

انخفضت تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية بشكل كبير على مدى السنوات العشر الماضية، لكن كبار العلماء في العالم يواصلون البحث عن حلول لجعل الخلايا الشمسية مصدراً للطاقة النظيفة حقاً.

انطلقت اليوم، 4 ديسمبر، سلسلة الندوات العلمية لأسبوع VinFuture 2024 في هانوي. وفي جلسة بعنوان "مواد من أجل مستقبل مستدام"، شارك كبار علماء الطاقة العالميين مخاوفهم بشأن تطوير مواد جديدة للخلايا الشمسية وتطبيقاتها المستدامة.

يواصل كبار العلماء في العالم البحث عن حلول لجعل الخلايا الشمسية مصدراً حقيقياً للطاقة النظيفة.

انخفضت أسعار الألواح الشمسية عشرة أضعاف.

بحسب البروفيسور مارتن غرين من جامعة نيو ساوث ويلز (أستراليا)، شهدت أسعار الألواح الشمسية انخفاضًا كبيرًا خلال العقد الماضي. فقد انخفض سعر بيع الألواح الشمسية من دولار أمريكي واحد لكل واط (عام 2009) إلى 0.1 دولار أمريكي لكل واط حاليًا. ويبلغ سعر اللوح الواحد الآن 70 دولارًا أمريكيًا فقط. ويمكن لمحطة طاقة شمسية حرارية واحدة أن تحل محل عشر محطات طاقة تعمل بالفحم. وعندما يرتفع الطلب العالمي على الطاقة إلى مليار غيغاواط (1 تيرابايت) في العام المقبل، سنزيد القدرة المركبة، وستنخفض التكلفة أكثر.

يعود هذا الإنجاز إلى الجهود الدؤوبة التي بذلها العلماء لتطبيق أحدث التقنيات، مما جعل تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء بأعلى كفاءة ممكنة. فبعد أن كانت كفاءة الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون 15%، اقتربت الآن من الحد النظري للكفاءة، لتصل إلى 29.4%.

الأستاذ مارتن غرين، جامعة نيو ساوث ويلز (أستراليا)

قدمت البروفيسورة مارينا فرايتاغ من جامعة نيوكاسل (المملكة المتحدة) عرضًا حول تقنية الخلايا الشمسية المتوازية (التي تساعد الخلايا الشمسية على امتصاص أكبر قدر من ضوء الشمس)، مع التركيز على دور دمج مواد أخرى مع السيليكون، حيث برز البيروفسكايت كمثال واعد نظرًا لتوافره الطبيعي الوفير. وباستخدام السيليكون والبيروفسكايت بالتوازي، حيث صُمم كل منهما خصيصًا لامتصاص ألوان مختلفة من ضوء الشمس، حققت الخلية الشمسية كفاءةً مذهلة بلغت 33.9%.

تزن النفايات البلاستيكية ما يعادل وزن "مليار فيل أفريقي".

بحسب البروفيسور سيث ماردر، مدير معهد الطاقة المتجددة والمستدامة (الولايات المتحدة الأمريكية)، تكمن المشكلة في أن البشرية تدفع حاليًا ثمنًا باهظًا للغاية مقابل هذه "المادة المعجزة"، السيليكون. ففي الوقت الراهن، لا يُعاد تدوير سوى 9% فقط من النفايات البلاستيكية. ويبلغ حجم النفايات البلاستيكية في العالم 6.3 مليار طن، ما يُشكل تهديدًا خطيرًا للغاية على صحة الإنسان. وأكد البروفيسور سيث ماردر قائلًا: "6.3 مليار طن - هذا يعادل وزن مليار فيل أفريقي، وهو أثقل من الوزن الإجمالي لجميع سكان العالم".

الأستاذ سيث ماردر، مدير معهد الطاقة المتجددة والمستدامة (الولايات المتحدة الأمريكية)

كما ذكرت البروفيسورة مارينا فرايتاغ أن إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون يتطلب درجات حرارة عالية للغاية - تتجاوز 1000 درجة مئوية - مما يعني الحاجة إلى كمية كبيرة من الطاقة. وتشهد الفضة، المادة المستخدمة في التوصيلات الكهربائية، ندرة متزايدة (إذ يستهلك قطاع الطاقة الشمسية حاليًا ما يصل إلى 15% من الإنتاج العالمي للفضة).

تتيح تقنية التوازي (باستخدام مادة البيروفسكايت الإضافية) استخدام السيليكون بنسبة أقل تصل إلى 85% مقارنةً بالخلايا الشمسية التقليدية، مع توليد المزيد من الكهرباء. ويمكن معالجة طبقة البيروفسكايت في درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية، مما يعني انخفاضًا ملحوظًا في استهلاك الطاقة أثناء الإنتاج.

الأستاذة مارينا فرايتاغ، جامعة نيوكاسل (المملكة المتحدة)

تكمن مشكلة البيروفسكايت في احتوائها على الرصاص، حتى بتركيز لا يتجاوز 0.3 غ/ ^م² ، إلا أن التعامل مع هذه المشكلة بعد انتهاء عمر الخلايا الشمسية أمر بالغ التعقيد. لذا، يجب أن يضمن اختيار المواد والتكنولوجيا والتصميم إمكانية تفكيك جميع الألواح الشمسية بالكامل بعد انتهاء عمرها الافتراضي، واستعادة مكوناتها وإعادة استخدامها بأقل قدر من النفايات.

"نحن في مرحلة محورية من تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تتطلب أزمة المناخ رفع إنتاج الطاقة الشمسية إلى مستويات غير مسبوقة، بهدف الوصول إلى قدرة سنوية تبلغ 3 تيراواط (التيراواط الواحد يساوي 1 كوادريليون واط - الطاقة الشمسية الكهروضوئية) بحلول عام 2030. ومع ذلك، يجب أن تتم هذه العملية بشكل مستدام منذ البداية. فالمواد التي نختارها اليوم ستؤثر على كوكب الأرض لعقود قادمة"، هذا ما قالته البروفيسورة مارينا فرايتاغ.

المصدر: https://thanhnien.vn/pin-mat-troi-re-thoi-thi-chua-du-185241204191516673.htm