7 فناوری جدید پنل های خورشیدی که آینده انرژی را شکل می دهد

در دهه های اخیر، فناوری جدید پنل های خورشیدی به طور قابل توجهی تکامل یافته است و امکان نوآوری قابل توجهی را فراهم می کند. پیشرفت‌ها شامل کارایی بیشتر سلول‌های خورشیدی، معرفی مواد جدید و فراوان‌تر، پیشرفت در تکنیک‌های تولید و طراحی‌های انعطاف‌پذیر است.

در GreenLancer، ما از سال 2013 در خط مقدم صنعت انرژی خورشیدی قرار داشتیم و این تغییرات را از نزدیک شاهد بودیم. این فناوری‌های جدید پانل‌های خورشیدی، فتوولتائیک‌های خورشیدی را در دسترس‌تر و کارآمدتر از همیشه می‌کنند. برای کشف آخرین روندهایی که صنعت PV را شکل می دهند، شیرجه بزنید.

راندمان با فن آوری های جدید پنل خورشیدی افزایش می یابد

کارایی پنل های خورشیدی در دو تا سه دهه گذشته پیشرفت های چشمگیری داشته است. در روزهای اولیه، پنل های خورشیدی بازده تبدیل حدود 10 درصد داشتند. به این معنی که آنها فقط می توانستند حدود یک دهم نور خورشید را که جذب می کردند به برق قابل استفاده تبدیل کنند. نرخ بهره وری پنل های خورشیدی به لطف تحقیقات مداوم، توسعه و پیشرفت های تکنولوژیکی به طور چشمگیری افزایش یافته است.

امروزه، فناوری پنل های خورشیدی به حدی پیشرفت کرده است که پنل ها اکنون بازده تبدیل بیش از 20٪ یا حتی 25٪ را به دست می آورند. این بدان معناست که سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی (PV) می‌توانند تقریباً یک چهارم نور خورشیدی را که دریافت می‌کنند به انرژی پاک و تجدیدپذیر تبدیل کنند.

راندمان بالاتر انرژی خورشیدی را به گزینه ای مناسب تر و جذاب برای صاحبان خانه، مشاغل و کل شهرها تبدیل می کند. فضای مورد نیاز برای پنل های خورشیدی را کاهش می دهد و امکان تولید برق بیشتر از همان مقدار نور خورشید را فراهم می کند. این افزایش راندمان هزینه انرژی خورشیدی را کاهش داده است. آن را برای مخاطبان وسیع‌تری قابل دسترس‌تر کرده و به پذیرش گسترده انرژی خورشیدی در سراسر جهان کمک می‌کند.

پیشرفت های ساخت با سلول های خورشیدی پروسکایت

از آنجایی که هزینه پنل های خورشیدی در چند دهه گذشته به طور قابل توجهی کاهش یافته است، یافتن راه هایی برای کاهش بیشتر هزینه های تولید پنل های خورشیدی به طور فزاینده ای چالش برانگیز شده است. با این حال، مقرون به صرفه بودن ماژول های خورشیدی برای پذیرش گسترده آنها بسیار مهم است. امروزه تقریباً تمام پنل های خورشیدی از سیلیکون ساخته می شوند. بنابراین، سلول های خورشیدی پروسکایت به دلیل هزینه های تولید پایین و راندمان بالا، به عنوان یک فناوری نویدبخش جدید پنل های خورشیدی ظاهر شده اند.

پروسکایت ها یک ماده نیمه رسانا هستند که به دلیل ساختار کریستالی شبیه کانی های پروسکایت شناخته شده است. نیمه هادی های پروسکایت به دلیل توانایی آنها در جذب طیف گسترده ای از طول موج ها، از جمله طیف های مرئی و نزدیک به مادون قرمز، می توانند به طور موثر نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند. فرآیند تولید کم هزینه و نسبتاً ساده آن، همراه با تحقیقات مداوم برای بهبود کارایی و پایداری خورشیدی، آن را به عنوان یک فناوری جدید خورشیدی در کنار نیمه هادی های سنتی مبتنی بر سیلیکون، به عنوان یک تغییر دهنده بازی بالقوه به عنوان یک فناوری جدید خورشیدی قرار می دهد.

سلول های خورشیدی پشت سر هم پروسکایت-سیلیکون نوع خاصی از تنوع پروسکایت هستند که سیلیکون کریستالی را با لایه پروسکایت ترکیب می کند. در این طرح، بستر سیلیکونی کریستالی به طور موثر طول موج های بلند را جذب می کند. در حالی که پروسکایت ها در مهار طول موج های کوتاه برتری دارند. معماری سلول‌های پشت سر هم سلول‌های پروسکایت دارای شکاف باند گسترده‌ای است که منجر به ویژگی‌های عملکرد بالا می‌شود.

اطلاعیه های اخیر در تحقیقات سلول های خورشیدی پروسکایت

• LONGi، یک شرکت چینی است. با استفاده از سلول های خورشیدی پشت سر هم به رکوردشکنی و بهره وری انرژی دست یافته است. در نوامبر 2023، سلول های خورشیدی پشت سر هم به بازده 26.81 درصد رسید. در آن زمان یک رکورد برای این فناوری جدید پنل خورشیدی محسوب می شد.
• دانشمندان دانشگاه کلرادو بولدر از روش جدیدی برای ساخت سلول‌های پروسکایتی رونمایی کرده‌اند که یک پیشرفت بالقوه حیاتی برای تجاری‌سازی فناوری خورشیدی نسل بعدی است. این نوآوری در تکنیک‌های ساخت می‌تواند نقش مهمی در پیشرفت و پذیرش گسترده‌تر سلول‌های خورشیدی پروسکایت ایفا کند.

علیرغم مزایای بالقوه فناوری پنل های خورشیدی پروسکایت، برخی از چالش ها باید برای استفاده تجاری گسترده از این فناوری جدید پنل خورشیدی برطرف شود. محققان و دانشمندان فعالانه برای بهبود پایداری و مقیاس پذیری این سلول ها کار می کنند. با حل این مسائل، سلول‌های خورشیدی پروسکایت می‌توانند به یک تغییر دهنده بازی در صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شوند و جایگزینی مقرون‌به‌صرفه و کارآمد برای پانل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون سنتی ارائه کنند.

فناوری پنل خورشیدی دو وجهی، نور خورشید را بیشتر مهار می کند

پنل های خورشیدی دو وجهی با گرفتن نور خورشید از جلو و پشت ماژول، مزیت منحصر به فردی در تولید انرژی خورشیدی ایجاد می کنند. این طراحی خلاقانه به آنها اجازه می دهد تا از نور خورشید منعکس شده از سطوح مختلف مانند زمین، آب یا سازه های مجاور استفاده کنند و در نتیجه بازده برق را افزایش دهند.

پیشرفت‌های اخیر در فناوری پنل‌های خورشیدی دو وجهی به سهم بازار رو به رشد آنها در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کرده است. بازار جهانی پنل های خورشیدی دو وجهی به دلیل عواملی مانند افزایش تقاضا برای انرژی پاک، بهبود کارایی، کاهش هزینه و مزایای زیست محیطی شاهد رشد قابل توجهی بوده است.

تطبیق پذیری و کارایی فناوری پنل های خورشیدی دو وجهی آنها را به ویژه در کاربردهای مختلف از تاسیسات تجاری فتوولتائیک گرفته تا مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ ارزشمند می کند و در نهایت باعث بهبود قابلیت اقتصادی انرژی خورشیدی می شود. به طور هیجان انگیزی، محققان آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) در حال حاضر در حال بررسی توسعه سلول های خورشیدی پروسکایتی دو وجهی هستند و پتانسیل این فناوری پیشرفته و نسل بعدی را بیشتر می کنند.

مزایا فناوری پنل خورشیدی Bificial

اگرچه استفاده از پنل های خورشیدی دو وجهی قطعاً مزایایی دارد، اما معایبی نیز دارد.

معایب فناوری پنل خورشیدی Bificial

فناوری پنل خورشیدی انعطاف پذیر و سبک می شود

پیشرفت‌های مداوم در مواد و تکنیک‌های ساخت، راه را برای ظهور پنل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر، نازک و سبک هموار کرده است و دامنه‌ای از امکانات را برای کاربرد آنها در تنظیمات مختلف باز می‌کند. این پنل‌های خورشیدی نوآورانه جدید به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابل تطبیق باشند. آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها، از تامین انرژی دستگاه‌های قابل حمل گرفته تا نصب یکپارچه بر روی سطوح منحنی، مناسب می‌سازد.

محققان MIT سلول‌های خورشیدی پارچه‌ای فوق‌سبک، نازک‌تر از موی انسان، ساخته‌اند که می‌توان آن‌ها را به راحتی به هر سطحی چسباند و ماده‌ای مانند صفحات خورشیدی ایجاد کرد. این سلول های PV با وزن یک صدم پنل های خورشیدی سنتی، 18 برابر بیشتر در هر کیلوگرم انرژی تولید می کنند و در خط مقدم آخرین پیشرفت های فناوری پنل های خورشیدی قرار دارند.

توسعه فناوری جدید خورشیدی انعطاف پذیر و سبک وزن، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر را متحول کرده و ادغام آن در زندگی روزمره ما را متحول کرده است. ماهیت انعطاف پذیر آنها امکان قرارگیری غیر متعارف از جمله ادغام در لباس و کوله پشتی را فراهم می کند. به علاوه، طراحی سبک وزن آنها پتانسیل نصب آنها را بر روی سازه های مختلف مانند وسایل نقلیه، ساختمان ها و حتی فضاپیماها افزایش می دهد.

ورق های خورشیدی منعطف یک فناوری جدید پنل خورشیدی است که به راحتی قابل حمل و استفاده است. این یک مزیت قابل توجه در محیط های از راه دور و چالش برانگیز است که منابع انرژی محدود یا وجود ندارد.

بهینه سازی انرژی های تجدیدپذیر با ذخیره انرژی

انتظار می رود در سال 2024، ادغام سیستم های ذخیره انرژی با پنل های خورشیدی شاهد پیشرفت ها و به روز رسانی های قابل توجهی باشد. یکی از حوزه‌های اصلی تمرکز، توسعه فناوری‌های باتری پیشرفته‌تر، مانند باتری‌های لیتیوم یونی و جریانی است که به طور خاص برای ذخیره انرژی خورشیدی طراحی شده‌اند.

این باتری‌ها:

• چگالی انرژی بالاتر
• طول عمر بیشتر
• قابلیت‌های شارژ و دشارژ بهبود یافته را ارائه می‌کنند.

این باتری‌ها امکان استفاده کارآمدتر از انرژی خورشیدی ذخیره‌شده را فراهم می‌کند.

پیش‌بینی می‌شود که پیشرفت‌ها در سیستم‌های مدیریت باتری (BMS) نقش مهمی در آینده پنل‌های خورشیدی ایفا کنند و کنترل بهتر و بهینه‌سازی ذخیره انرژی را فراهم کنند. این سیستم‌ها کاربران را قادر می‌سازند تا حداکثر استفاده از انرژی خورشیدی ذخیره‌شده را بر اساس تقاضا، شرایط شبکه، یا قیمت‌گذاری زمان استفاده، به حداکثر برسانند. در نهایت منجر به صرفه‌جویی در هزینه و افزایش بهره‌وری انرژی می‌شوند.

انتظار می‌رود علاوه بر پیشرفت‌های جدید فناوری خورشیدی، ادغام پنل‌های خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی از سیاست‌ها و مقررات دولتی بهبودیافته بهره‌مند شود. دولت ها و شرکت های آب و برق در سراسر جهان ارزش و پتانسیل ذخیره انرژی را در حمایت از یکپارچگی انرژی های تجدیدپذیر و پایداری شبکه به رسمیت می شناسند. بنابراین، انتظار می‌رود سال 2024 مشوق‌ها و برنامه‌های حمایتی مطلوب‌تری برای استقرار سیستم‌های ذخیره‌سازی خورشیدی به علاوه، ترویج پذیرش گسترده در صنعت انرژی پاک باشد.

فناوری جدید پنل خورشیدی شفاف با جذابیت زیبایی شناختی

ظهور پنل های خورشیدی شفاف نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری پنل های خورشیدی است. به پنجره ها و نمای ساختمان اجازه می دهد تا برق تولید کنند و در عین حال انتقال نور و دید را حفظ کنند. این پنل‌های نوآورانه از جدیدترین فن‌آوری پنل‌های خورشیدی از طریق سیستم‌های فتوولتائیک (PV) استفاده می‌کنند. ادغام یکپارچه آن‌ها را در عناصر معماری مانند پنجره‌ها و نمای بیرونی ساختمان تسهیل می‌کنند. با استفاده از شیشه PV که شفافیت را حفظ می کند، این پنل ها نقش دوگانه ای را ایفا می کنند. 1- افزایش جذابیت بصری سازه ها 2-  همزمان تولید انرژی تجدید پذیر.

ادغام فناوری پنل های خورشیدی شفاف راه حل منحصر به فردی را ارائه می دهد که عملکرد را با زیبایی شناسی هماهنگ می کند. این پنل های پیشرفته با گرفتن انرژی خورشیدی بدون مانع شدن در نور طبیعی یا ممانعت از دید ساختمان ها را قادر می سازند که هم انرژی زا و هم از نظر بصری چشمگیر باشند. پنل های خورشیدی شفاف چه در آسمان خراش های مدرن و چه در خانه های مسکونی استفاده شوند. نمونه ای از ادغام فرم و عملکرد هستند و راه را برای آینده ای سبزتر و پایدارتر هموار می کنند.

ظهور پنل‌های خورشیدی هوشمند جدید، کارایی و عملکرد را باز می‌کند

ادغام روزافزون فناوری‌های پنل‌های خورشیدی هوشمند، از جمله حسگرها و قابلیت‌های اینترنت اشیا، صنعت خورشیدی را با این فناوری جدید پنل خورشیدی متحول می‌کند. این ادغام نظارت، نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد پنل خورشیدی را امکان‌پذیر می‌سازد که منجر به افزایش کارایی و اثربخشی می‌شود.

با ترکیب فناوری‌های جدید پنل خورشیدی هوشمند، کارایی و طول عمر آرایه‌های PV خورشیدی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این پیشرفت روشی فعال تر و پاسخگوتر برای تولید الکتریسیته خورشیدی را ترویج می کند و زمینه را برای فناوری هوشمندتر پنل های خورشیدی جدید و زیرساخت انرژی بهم پیوسته با عملکرد و پایداری بهبود یافته فراهم می کند.

با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌ها و اتوماسیون، پنل‌های خورشیدی هوشمند می‌توانند جهت خود را تنظیم کنند، نور خورشید را ردیابی کنند. مسائل مربوط به تولید انرژی خورشیدی را به طور فعال برطرف می‌کنند. از حداکثر خروجی برق و قابلیت اطمینان سیستم PV خورشیدی اطمینان حاصل کنند. این ادغام فناوری‌های جدید خورشیدی هوشمند، اثربخشی کلی پنل‌های خورشیدی را افزایش می‌دهد و راه را برای یک اکوسیستم انرژی به‌هم‌پیوسته‌تر و هوشمندتر هموار می‌کند. با پیشرفت‌های مداوم، استقرار پنل‌های خورشیدی هوشمند پتانسیل زیادی در پیشبرد پذیرش گسترده انرژی‌های تجدیدپذیر و تسریع استفاده از فناوری فتوولتائیک خورشیدی دارد.