الرخيص لا يكفي

لقد انخفضت تكلفة الألواح الشمسية بشكل كبير خلال السنوات العشر الماضية، لكن ألمع العلماء في العالم يواصلون البحث عن حلول لجعل الألواح الشمسية طاقة نظيفة حقًا.

انطلقت اليوم في هانوي، في الرابع من ديسمبر، سلسلة المناقشات العلمية لأسبوع فين فيوتشر 2024. في جلسة "مواد لمستقبل مستدام"، عبّر أبرز علماء الطاقة في العالم عن اهتمامهم بتطوير مواد جديدة للخلايا الشمسية وتطبيقاتها المستدامة.

يواصل كبار العلماء في العالم البحث عن حلول لجعل الألواح الشمسية طاقة نظيفة حقًا.

أسعار الألواح الشمسية تنخفض 10 مرات

وفقًا للأستاذ مارتن غرين، من جامعة نيو ساوث ويلز (أستراليا)، شهد سعر الألواح الشمسية انخفاضًا ملحوظًا خلال العقد الماضي. فقد انخفض سعر بيع الألواح الشمسية من دولار أمريكي واحد لكل واط (عام ٢٠٠٩) إلى ٠.١ دولار أمريكي لكل واط حاليًا. ويبلغ سعر اللوح الواحد الآن ٧٠ دولارًا أمريكيًا فقط. ويمكن لمحطة الطاقة الشمسية الحرارية أن تحل محل ١٠ محطات تعمل بالفحم. وعندما يرتفع الطلب العالمي على الطاقة إلى ١ تيرابايت جيجاواط (مليار جيجاواط) خلال العام المقبل، سنزيد من السعة المُركّبة، وستنخفض التكلفة أكثر.

تُعزى هذه الإنجازات إلى جهود العلماء الدؤوبة في تطبيق أحدث التقنيات، مما يُسهم في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء بأقصى فعالية. وقد اقتربت كفاءة الخلايا الشمسية السيليكونية من الحد النظري للكفاءة، حيث بلغت 29.4%.

البروفيسور مارتن جرين، جامعة نيو ساوث ويلز (أستراليا)

قدّمت البروفيسورة مارينا فرايتاج، من جامعة نيوكاسل (المملكة المتحدة)، تقنية الخلايا الشمسية المتوازية (التي تُمكّن الخلايا الشمسية من التقاط أكبر قدر من ضوء الشمس)، مُشدّدةً على أهمية دمج مواد أخرى مع السيليكون، ومن بينها البيروفسكايت، الذي يُعدّ مادة واعدة للغاية نظرًا لتوفره بكثرة في الطبيعة حاليًا. باستخدام السيليكون والبيروفسكايت بالتوازي، كلٌّ منهما مُصمّم خصيصًا لالتقاط ألوان مختلفة من ضوء الشمس، حققت الخلية الشمسية كفاءةً مُذهلة بلغت 33.9%.

النفايات البلاستيكية تزن ما يعادل "مليار فيل أفريقي"

وفقًا للبروفيسور سيث ماردر، مدير معهد الطاقة المتجددة والمستدامة (الولايات المتحدة الأمريكية)، تكمن المشكلة في أن البشر يدفعون حاليًا ثمنًا باهظًا جدًا مقابل "المادة المعجزة"، السيليكون. حاليًا، لا يُعاد تدوير سوى 9% من النفايات البلاستيكية. يوجد في العالم 6.3 مليار طن من النفايات البلاستيكية، وهو ما يُشكل تهديدًا خطيرًا للغاية على صحة الإنسان. وأكد البروفيسور سيث ماردر: "6.3 مليار طن، أي ما يعادل كتلة مليار فيل أفريقي، وأثقل من إجمالي كتلة سكان العالم".

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

يتطلب تصنيع الخلايا الشمسية السيليكونية درجات حرارة عالية جدًا - أكثر من 1000 درجة مئوية - مما يعني استهلاكًا كبيرًا للطاقة، كما يقول فرايتاج. وتشهد الفضة، المادة المستخدمة في التوصيلات الكهربائية، ندرة متزايدة (حيث تستهلك صناعة الطاقة الشمسية بالفعل 15% من إنتاج الفضة العالمي).

تتيح تقنية التوازي (التي تستخدم مادة البيروفسكايت) استخدام سيليكون أقل بنسبة 85% من الخلايا الشمسية التقليدية، مع توليد المزيد من الكهرباء. يمكن معالجة طبقة البيروفسكايت في درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية، مما يعني انخفاضًا كبيرًا في استهلاك الطاقة للإنتاج.

البروفيسورة مارينا فرايتاج، جامعة نيوكاسل (المملكة المتحدة)

تكمن مشكلة البيروفسكايت في احتوائه على الرصاص، مع أن محتواه لا يتجاوز 0.3 غ/ ^م² ، إلا أن معالجة هذه المشكلة بعد انتهاء عمر الخلية الشمسية أمرٌ معقدٌ للغاية. لذلك، ما هي المواد المناسبة، والتقنية المناسبة، والتصميم المناسب؟ بحيث يُمكن تفكيك جميع الألواح الشمسية بالكامل بعد انتهاء عمرها الافتراضي، واستعادة مكوناتها وإعادة استخدامها بأقل قدر من النفايات.

نمرّ بمرحلة محورية في تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تتطلب أزمة المناخ منا رفع إنتاج الطاقة الشمسية إلى مستويات غير مسبوقة، مع هدف سنوي يبلغ 3 تيراواط من الطاقة الشمسية بحلول عام 2030. ومع ذلك، يجب أن تتم هذه العملية بشكل مستدام منذ البداية. فالمواد التي نختارها اليوم ستؤثر على كوكبنا في العقود القادمة، كما قالت البروفيسورة مارينا فرايتاج.

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