چشم‌اندازی نو در انرژی خورشیدی

سایت پژوهشی Ecoticias گزارش داده است که پنل‌های خورشیدی از جنس سیلیکون تک‌بلوری ساخته می‌شوند که با وجود بالاترین بازده و دوام، شکننده هستند. این شکنندگی باعث شده که پنل‌ها به‌شکل صفحات تخت و ثابت ساخته شوند که تنها قادر به جذب نور خورشید از زوایای محدودی هستند. این‌موضوع بازده آن‌ها را کاهش داده و محدودیت‌هایی در طراحی و استفاده از آن‌ها ایجاد کرده است؛ اما حالا، با تکنولوژی جدید FlexSol، این محدودیت‌ها شکسته شده‌اند. شرکت FlexSol یک روش ثبت‌شده برای خم‌کردن سلول‌های خورشیدی سیلیکون تک‌بلوری ارائه داده است. این خمیدگی به پنل‌ها اجازه می‌دهد تا نور خورشید را از زوایای مختلف و به‌صورت بهینه جذب کنند. یکی از موفق‌ترین محصولات این شرکت، ماژول‌های خورشیدی استوانه‌ای است. شکل استوانه‌ای این پنل‌ها بهینه‌سازی ردیابی نقطه توان حداکثر (MPPT) را امکان‌پذیر می‌کند و بازده آن‌ها را نسبت به پنل‌های تخت سنتی افزایش می‌دهد. قابلیت حمل‌ونقل: این پنل‌ها به‌دلیل استفاده از سلول‌های خورشیدی کوچک‌تر (حدود ۳۰۰‌برابر کوچک‌تر از سلول‌های معمولی)، بسیارسبک و قابل‌حمل هستند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در سفرها، کمپینگ، قایق‌ها، وسایل‌نقلیه تفریحی (RV) و حتی کوله‌پشتی ایدئال می‌کند. نصب آسان: برخلاف پنل‌های خورشیدی سنتی که نیاز به سیستم‌های پیچیده نصب دارند، این پنل‌ها می‌توانند بااستفاده‌از چسب‌های وِلکرو یا آهنربا به‌راحتی نصب شوند. کاربردهای متنوع: از شارژ تلفن‌همراه تا تأمین برق کل یک کاروان، این پنل‌ها می‌توانند درهرشرایطی مورداستفاده قرار گیرند. آیا این پنل‌ها آینده انرژی خورشیدی هستند؟ اگرچه پنل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر FlexSol برای سفر و استفاده متحرک عالی‌اند اما به‌دلیل ضخامت کم و انعطاف‌پذیری، دوام آن‌ها نسبت به پنل‌های سنتی کمتر است؛ بنابراین، به‌احتمال‌زیاد نمی‌توانند به‌سرعت پنل‌های خانگی سنتی را جایگزین کنند. بااین‌حال، محبوبیت روزافزون این فناوری (مانند پوسته‌های خورشیدی که می‌توانند هر ساختمانی را به پنل خورشیدی تبدیل کنند) می‌تواند تحولات جالبی در صنعت انرژی خورشیدی ایجاد کند. انعطاف‌پذیری، قابلیت حمل‌ونقل و کاربردهای متنوع، ویژگی‌هایی هستند که تاکنون به‌ندرت با پنل‌های خورشیدی مرتبط بودند؛ اما اکنون، با این تحول تکنولوژیکی، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که انرژی خورشیدی به‌صورتی جدید و هیجان‌انگیز وارد زندگی روزمره ما شود. شاید زمان آن رسیده باشد که از پنل‌های خورشیدی سنتی خداحافظی کنیم و به‌سمت آینده‌ای پویاتر و انعطاف‌پذیرتر حرکت کنیم. اگرچه انرژی خورشیدی به‌طورخاص باسرعت نویدبخشی درحال‌رشد است، اما این‌راه همچنان از هدف جهانی برای سه‌برابرکردن ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر دراین‌دهه فاصله دارد. بااین‌حال سازمان بین‌المللی انرژی می‌گوید که این هدف حیاتی (که در اجلاس اقلیم COP28 تعیین شد) هنوز با حمایت صحیح دولتی، قابل‌دسترسی است. فاتح بیرول؛ مدیر اجرایی سازمان بین‌المللی انرژی می‌گوید: «سرعت پیشرفت انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتر از دولت‌هایی است که می‌خواهند برای آن‌ها هدف تعیین کنند. دلیل این‌امر نه‌تنها ناشی از تلاش‌ها برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای یا افزایش امنیت انرژی، بلکه بیشتر به‌این‌دلیل‌است‌که امروزه انرژی‌های تجدیدپذیر ارزان‌ترین گزینه را برای افزودن نیروگاه‌های جدید برق در تقریباً همه کشورهای جهان ارائه می‌کنند». بررسی‌های سازمان جهانی انرژی حاکی‌‌ست‌که اکنون انرژی خورشیدی و بادی مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه برای افزایش تولید برق در تقریباً تمام کشورهاست. طبق گزارش ۲۰۲۴ انرژی‌های تجدیدپذیر سازمان بین‌المللی انرژی، فناوری جدید انرژی‌های تجدیدپذیر، تقریباً برابر با ظرفیت فعلی انرژی چین، اتحادیه اروپا، هند و ایالات‌متحده است. دراین‌گزارش آمده است جهان قرار است بین سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۰ بیش از ۵۵۰۰‌گیگاوات به ظرفیت انرژی تجدیدپذیر اضافه کند و این یعنی تقریباً سه‌برابر افزایشی که بین سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۲۳ مشاهده شده. این تقریباً ۶۰‌درصد از کل ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر نصب‌شده در سراسر جهان از هم‌اکنون تا سال ۲۰۳۰ را به‌خود اختصاص خواهد داد. این‌امر باعث می‌شود این‌کشور تا پایان این‌دهه تقریباً نیمی از کل ظرفیت انرژی تجدیدپذیر جهان را دراختیار داشته باشد، این درحالی است که سهم این‌کشور دراین‌حوزه در سال ۲۰۱۰ تنها یک‌سوم بود. درهمین‌حال، هند با سریع‌ترین روند در میان اقتصادهای بزرگ رشد می‌کند. ازنظر فناوری، انرژی خورشیدی یکی از منابع تجدیدپذیری است که به‌وضوح در صدر قرار دارد و پیش‌بینی می‌شود که به‌تنهایی ۸۰ درصد از رشد ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر جهانی را از هم‌اکنون تا سال ۲۰۳۰ به‌ارمغان بیاورد. این دستاورد نه‌فقط به ساخت نیروگاه‌های جدید خورشیدی بزرگ بلکه به مشارکت عموم مردم با نصب پنل‌های خورشیدی پشت‌بامی در خانه‌ها و سازمان‌ها مربوط می‌شود. سازمان بین‌المللی انرژی می‌گوید با وجود زنجیره تأمین و سایر چالش‌ها، بخش انرژی بادی نیز رشد آماده است و نرخ توسعه آن بین سال‌های ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۰ درمقایسه‌با دوره ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۳ دوبرابر خواهد شد. درمجموع، انرژی‌های تجدیدپذیر تقریباً نیمی از برق جهان را تا سال ۲۰۳۰ تولید می‌کنند و سهم انرژی بادی و فوتوولتاییک خورشیدی با افزایش دوبرابری به ۳۰ درصد می‌رسد؛ اما این رشد چشمگیر و عظیم هنوز با هدفی که حدود ۲۰۰ دولت در COP28 تعیین کردند یعنی سه‌برابرکردن ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر جهان تا پایان دهه جاری، همخوانی ندارد. درحال‌حاضر، این گزارش پیش‌بینی می‌کند ظرفیت جهانی تا سال ۲۰۳۰ به ۲.۷‌برابر میزان ۲۰۲۲ خواهد رسید. دنیا چگونه می‌تواند ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر را سه‌برابر کند؟ تحلیل سازمان بین‌المللی انرژی حاکی‌ازآن است اگر دولت‌ها از فرصت‌های کوتاه‌مدت استفاده کنند، دستیابی به هدف سه‌برابری کاملاً امکان‌پذیر خواهد بود. براساس توافق پاریس، کشورها باید دور بعدی تعهدات اقلیمی ملی خود معروف به «مشارکت‌های تعیین‌شده ملی» (NDCs) را در سال آینده ارائه کنند و سازمان بین‌المللی انرژی می‌گوید، بلندپروازی جسورانه‌تر در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر باید بخشی‌ازآن باشد. این سازمان همچنین خواستار مشاهده همکاری بین‌المللی قوی‌تر برای کاهش هزینه‌های تأمین مالی در اقتصادهای نوظهور و درحال‌توسعه باشد تا آفریقا، آسیای جنوب‌شرقی و سایر «مناطق با پتانسیل بالا» بتوانند از افزایش انرژی خورشیدی بهره ببرند؛ اما افزودن فناوری‌های خورشیدی و بادی بیشتر تنها بخشی از این معما است. برای ادغام این منابع تجدیدپذیر متغیر در سیستم‌های برق، کشورها باید ۲۵‌میلیون‌کیلومتر شبکه برق ساخته و نوسازی کنند و تا ۲۰۳۰ به ظرفیت ذخیره‌سازی ۱۵۰۰‌گیگاوات برسند. دراین‌گزارش آمده است برای دستیابی به اهداف بین‌المللی اقلیم، جهان همچنین باید از سوخت‌های زیستی پایدار، زیست‌گازها، هیدروژن و سوخت‌های الکترونیکی استفاده کند. به‌تازگی خبر رسید که طرح «ساخت بومی نخستین پنل ۱ کیلووات‌ساعت سلول‌های خورشیدی نسل سوم در کشور به‌عنوان منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر» در دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی اجرا شد. محمود صمدپور؛ عضو هیئت‌علمی دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی درخصوص طرح تحقیقاتی این دانشگاه که با حمایت بنیاد ملی علم ایران اجرایی می‌شود، توضیح داد: برای کم‌کردن اتکای جهانی به منابع‌طبیعی پایان‌پذیر و سوخت‌های مخرب محیط‌زیست، تلاش‌های علمی فراوانی شده. درعین‌حال ما منابعی داریم که هم تجدیدپذیر هستند و هم ضرری برای محیط‌زیست ندارند که از جمله این منابع می‌توان به انرژی خورشیدی، آب، باد، زمین‌گرمایی، حرارتی و جزر و مد اقیانوس‌ها اشاره کرد. وی افزود: باتوجه‌به سطح تابش انرژی خورشیدی و زمین‌های وسیع در مناطق مرکزی و جنوبی ایران، منبع انرژی خورشیدی به‌راحتی در کشور قابل‌دستیابی است. این دانش‌آموخته دکتری تخصصی نانوفیزیک از دانشگاه صنعتی شریف ادامه داد: در دهه اخیر سلول‌های خورشیدی نسل سوم مبتنی‌بر استفاده از مواد و تکنولوژی‌های ساخت پیشرفته امروزی موردتوجه قرار گرفته‌اند. دراین‌نسل از سلول‌های خورشیدی، محققان با روش‌های نوین، ساده و ارزان به‌دنبال ساخت سلول‌های خورشیدی هستند. وی ادامه داد: در بین انواع مختلف سلول‌های نسل سوم درحال‌حاضر سلول‌های خورشیدی نانوساختار حساس شده با رنگ‌دانه در برخی کشورهای اروپایی و آسیایی مانند سوئیس، کره‌جنوبی و غیره به‌صورت نیمه‌تجاری تولید می‌شوند. آنا