صناعة

خلايا شمسية عالية الكفاءة: من الأقمار الصناعية إلى الأسطح

خلايا شمسية عالية الكفاءة: من الأقمار الصناعية إلى الأسطح


يواصل قطاع الطاقة الشمسية السعي لتحقيق كفاءات متزايدة باستمرار. الآن ، طبقت شركة ناشئة نهجًا مبتكرًا لإخراج المنافسة من الماء. يتميز بكفاءة 36.4% في الاختبارات المعملية ، تتصدر الخلايا الشمسية Insolight المجموعة باستخدام التكنولوجيا الكهروضوئية من الأقمار الصناعية.

المعدل الذي تستجيب به صناعة الطاقة الشمسية للطلب على مصادر الكهرباء المتجددة الرخيصة مذهل. تتراوح الكفاءات الحالية لمعظم الخلايا الكهروضوئية بين 18 و 20 بالمائة. انخفضت تكلفة كل كيلوواط / ساعة من الخلايا الكهروضوئية بنحو 80٪ في السنوات الست الماضية وحدها. هذا هو أكبر انخفاض في أي مصدر للكهرباء. ومع ذلك ، لا تزال تكنولوجيا الخلايا الشمسية تكلف كل كيلوواط ساعة أكثر من المصادر غير المتجددة. سيستمر هذا الحاجز في التأثير على الامتصاص على المدى القصير.

يبقى التحديخلايا شمسية عالية الكفاءة ، قادرة على تحويل الكثير من ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية بأقل تكلفة ممكنة ، ومتاحة للاستخدام المنزلي.

قبل أقل من أسبوعين ، أعلن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا عن "خلية الخطوة" عالية الكفاءة ، والتي وصفت بأنها حصلت على كفاءة بنسبة 35٪ في الاختبارات المعملية. تتكون هذه الخلايا الشمسية من طبقتين من الخلايا الكهروضوئية ، مرتبة لتعريض كل طبقة لأشعة الشمس. في حين أن هذه الخلايا "متعددة الوصلات" تسمح بامتصاص نطاق متزايد من الطاقة الشمسية ، فقد يكون إنتاجها مكلفًا. تشتمل خلية الخطوة الجديدة على ركيزة قابلة لإعادة الاستخدام في تصنيع مكون حيوي واحد ، مما يقلل تكلفته بشكل فعال.

ظهرت الآن Insolight ، وهي شركة ناشئة من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) ، على الساحة. لقد أعلنوا للتو عن كفاءات أكبر في تقنيات الطاقة الشمسية ذات الأسعار المعقولة من فريق MIT-Masdar. تم اختبار نموذجهم الأولي مؤخرًا بواسطة مختبر ألماني مستقل ، معهد فراونهوفر ، مما يؤكد عائدًا بنسبة 36.4٪.

[مصدر الصورة: EPFL]

تستخدم التكنولوجيا الجديدة البصريات لتضخيم الإخراج. باستخدام مجموعة من العدسات ، يتم توجيه ضوء الشمس ، مثل مجموعة من النظارات المكبرة ، إلى إصدارات مصغرة من أكثر الخلايا الشمسية المتاحة كفاءة. هذه الخلايا باهظة الثمن للاستخدام الشائع ، وتستخدم طبقات متعددة لالتقاط العديد من الأطوال الموجية المختلفة للضوء. وبهذه الطريقة ، فإنهم قادرون على تحويل ما يصل إلى 45٪ من الطاقة الشمسية الواردة إلى كهرباء ، وبسبب تكلفتها ، توجد عادة في تكنولوجيا الفضاء.

يؤدي تقليص هذه الخلايا الشمسية المتقدمة إلى بضعة ملليمترات مربعة فقط إلى خفض تكلفتها إلى الأرض ، مما يسمح للباحثين باستكشاف الاستخدامات العملية لها في البيئات اليومية. أصبح هذا الانخفاض في الحجم ممكنًا من خلال طريقة التقاط أشعة الشمس المبتكرة التي يستخدمها فريق Insolight.

[مصدر الصورة: EPFL]

تشبيه تجمع ضوء الشمس بالمياه - "إنه مثل الاستحمام: يتم تصريف كل الماء عبر مصرف واحد صغير ، ولا حاجة إلى أن يغطي الصرف أرضية الحمام بالكامل" - طور الرئيس التنفيذي Laurent Coulot وفريقه نظامًا مبتكرًا للتتبع الدقيق. استجابةً لإدخال المستشعر الذي يبلغ عن موضع الشمس ، يقوم هذا النظام بضبط موضع مجموعة من العدسات الصغيرة. تضمن هذه الطريقة أن ضوء الشمس المباشر يصيب دائمًا كل خلية شمسية ، بغض النظر عن زاوية السقوط. في ما يُعد فعالًا مكثفًا للطاقة الشمسية للخلايا الكهروضوئية ، يعد الحجم الصغير والكفاءة العالية من العناصر الرئيسية لهذه التكنولوجيا.

عبر: EPFL

راجع أيضًا: الخلايا الشمسية الجديدة تحول الحرارة إلى ضوء لكسر حاجز إنتاج الطاقة

بقلم جودي بينز


شاهد الفيديو: هل تصلح اسطح المنازل لعمل محطات طاقة شمسية خبير في الطاقة الشمسية يجيب