2021-09-02
تشهد تكنولوجيَّات استغلال الطاقة الشمسية، تطورات واختراقات متلاحقة، بدافع من حرب تنافسية قوية تدور رحاها بين المئات من مراكز البحوث والشركات التجارية المتخصصة.
وأصبحت هذه الطاقة إحدى أهم الحلول لتخفيض استهلاك الوقود الأحفوري في العالم أجمع خلال السنوات القليلة الماضية، وهي تنطوي على الفوائد البيئية الإيجابية، وتضمن تخفيض كلفة إنتاج الطاقة الكهربائية التجارية والاستهلاكية للمستخدمين إلى أدنى الحدود، وبما يؤكد على مستقبلها الواعد.
وتعتمد التقنية الأساسيّة والأكثر استخداماً لامتصاص الطاقة الشمسية على «الخلايا الكهروضوئية» photoelectric cells. وتعتمد نسبة الطاقة الشمسية التي يمكن امتصاصها على مدى كفاءة هذه الخلايا الكهروضوئية التي تعتمد بدورها على الخصائص الفيزيائية للمواد التي تتشكل منها الألواح الشمسية.
فعلى سبيل المثال، يقدّر معدل الكفاءة النظريّة القصوى للوحة كهروضوئية التي تتألف من رقاقة سيليكون بنحو 30% من مجمل الطاقة الشمسية الساقطة عليها، وهذا يعني أن اللوحة الشمسية التي تبلغ مساحتها متراً مربعاً واحداً يمكنها أن تنتج 300 واط من الكهرباء.
وظهر مؤخراً الجيل الثاني من الخلايا الكهروضوئية، وهو يعتمد على تقنية الخلايا ذات الأغشية الرقيقة التي تتألف من «تيلوريد الكادميوم»، والسيليكون المهدرج غير المتبلور ومواد فعّالة أخرى، ويمكن لمستويات الكفاءة في امتصاص الطاقة لهذه الخلايا الجديدة أن تتجاوز 20%.
وصحيح أن الكلفة المرتفعة نسبيّاً لهذه الخلايا، حدّت من قدرتها على الانتشار في أسواق استغلال الطاقة الشمسية، إلا أن من المرجّح أن تشهد كلفتها انخفاضاً سريعاً مع التوسع في استخدامها.
ومن المنتظر، أن يمثل الجيل الثالث الجديد من الخلايا الكهروضوئية تكنولوجيا المستقبل لتطوير طرق امتصاص الطاقة الشمسية بأعلى كفاءة ممكنة وبأقل التكاليف.
وتعرف التكنولوجيا الجديدة باسم «خلايا بيروفسكايت الكهروضوئية (Perovskite PV)، و«البروفسكايت» هو الاسم المختصر لخليط من المركبات الكيميائية يستخدم في صناعة خلايا امتصاص الطاقة الشمسية، ويزيد من كفاءتها بشكل كبير.
وتشهد صناعة امتصاص الطاقة الشمسية في دولة الإمارات العربية المتحدة تطوراً متسارعاً منذ بضع سنوات، وقد أصبح استغلالها من الأولويات الاستراتيجية للدولة، وتمَّ تنفيذ العديد من المشاريع في هذا المجال مثل محطة «شمس1» في أبوظبي، وفي دبي، تحظى مشاريعها بأهمية خاصة في إطار مشروع توليد الطاقات النظيفة حتى عام 2050.
ومن ناحية أخرى، تشارك دولة الإمارات في السوق العالمية لتوليد الطاقة الشمسية، ففي بداية شهر أغسطس الفائت (2021)، أعلنت شركة أبوظبي لطاقة المستقبل «مصدر» عن توقيع اتفاق مع شركة «بي تي بي جاوا بالي للاستثمار» في إندونيسيا، لتمويل مشروع إنشاء «محطة شيراتا» العائمة لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومن المنتظر تشغيلها في الربع الأخير من عام 2022.
وأصبحت هذه الطاقة إحدى أهم الحلول لتخفيض استهلاك الوقود الأحفوري في العالم أجمع خلال السنوات القليلة الماضية، وهي تنطوي على الفوائد البيئية الإيجابية، وتضمن تخفيض كلفة إنتاج الطاقة الكهربائية التجارية والاستهلاكية للمستخدمين إلى أدنى الحدود، وبما يؤكد على مستقبلها الواعد.
وتعتمد التقنية الأساسيّة والأكثر استخداماً لامتصاص الطاقة الشمسية على «الخلايا الكهروضوئية» photoelectric cells. وتعتمد نسبة الطاقة الشمسية التي يمكن امتصاصها على مدى كفاءة هذه الخلايا الكهروضوئية التي تعتمد بدورها على الخصائص الفيزيائية للمواد التي تتشكل منها الألواح الشمسية.
فعلى سبيل المثال، يقدّر معدل الكفاءة النظريّة القصوى للوحة كهروضوئية التي تتألف من رقاقة سيليكون بنحو 30% من مجمل الطاقة الشمسية الساقطة عليها، وهذا يعني أن اللوحة الشمسية التي تبلغ مساحتها متراً مربعاً واحداً يمكنها أن تنتج 300 واط من الكهرباء.
وظهر مؤخراً الجيل الثاني من الخلايا الكهروضوئية، وهو يعتمد على تقنية الخلايا ذات الأغشية الرقيقة التي تتألف من «تيلوريد الكادميوم»، والسيليكون المهدرج غير المتبلور ومواد فعّالة أخرى، ويمكن لمستويات الكفاءة في امتصاص الطاقة لهذه الخلايا الجديدة أن تتجاوز 20%.
وصحيح أن الكلفة المرتفعة نسبيّاً لهذه الخلايا، حدّت من قدرتها على الانتشار في أسواق استغلال الطاقة الشمسية، إلا أن من المرجّح أن تشهد كلفتها انخفاضاً سريعاً مع التوسع في استخدامها.
ومن المنتظر، أن يمثل الجيل الثالث الجديد من الخلايا الكهروضوئية تكنولوجيا المستقبل لتطوير طرق امتصاص الطاقة الشمسية بأعلى كفاءة ممكنة وبأقل التكاليف.
وتعرف التكنولوجيا الجديدة باسم «خلايا بيروفسكايت الكهروضوئية (Perovskite PV)، و«البروفسكايت» هو الاسم المختصر لخليط من المركبات الكيميائية يستخدم في صناعة خلايا امتصاص الطاقة الشمسية، ويزيد من كفاءتها بشكل كبير.
وتشهد صناعة امتصاص الطاقة الشمسية في دولة الإمارات العربية المتحدة تطوراً متسارعاً منذ بضع سنوات، وقد أصبح استغلالها من الأولويات الاستراتيجية للدولة، وتمَّ تنفيذ العديد من المشاريع في هذا المجال مثل محطة «شمس1» في أبوظبي، وفي دبي، تحظى مشاريعها بأهمية خاصة في إطار مشروع توليد الطاقات النظيفة حتى عام 2050.
ومن ناحية أخرى، تشارك دولة الإمارات في السوق العالمية لتوليد الطاقة الشمسية، ففي بداية شهر أغسطس الفائت (2021)، أعلنت شركة أبوظبي لطاقة المستقبل «مصدر» عن توقيع اتفاق مع شركة «بي تي بي جاوا بالي للاستثمار» في إندونيسيا، لتمويل مشروع إنشاء «محطة شيراتا» العائمة لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومن المنتظر تشغيلها في الربع الأخير من عام 2022.