محرک های اصلی رشد انرژی خورشیدی چیست؟

تغییرات اقلیمی یک فاجعه است که همیشه در حال افزایش است. این در حالی رخ می دهد که سیل های عظیم میلیون ها نفر را آواره کرده است و هزاران نفر را در پاکستان کشته است. آتش سوزی های وحشتناک زمین ها و خانه ها را در استرالیا نابود کرده است که به لایه اوزون آسیب بیشتری می رساند. همچنین، می‌تواند خشکسالی شدید باشد که رودخانه‌ها و آب‌های اصلی را از ایالات متحده به چین خشک می‌کند. متأسفانه، تغییرات اقلیمی با رنج انسان‌ها از گرسنگی و کم‌آبی، از دست دادن حیوانات و زیستگاه‌ها و از دست دادن زمین‌های کشاورزی اتفاق می‌افتد که به معنای غذای کمتر برای جمعیت جهانی است. بنابراین، سوال بزرگ این است: آیا تغییرات آب و هوایی باعث رشد خورشیدی می شود؟ محرک اصلی رشد انرژی خورشیدی چیست؟

آگاهی از آب و هوا یک عامل محرک در پذیرش سیستم های خورشیدی خانگی است. علاوه بر این، افزایش تقاضای انرژی، با رشد جمعیت جهان و بالا رفتن استانداردهای زندگی، همراه با افزایش هزینه های انرژی و نیاز به ظاهر پایدار برای سرمایه گذاران و مشتریان، بسیاری از کسب و کارها را وادار به روی آوردن به انرژی خورشیدی کرده است.

کمک های مالی دولت برای انرژی های تجدیدپذیر

در تلاش برای رسیدن به اهداف انرژی پاک در COP27، دولت‌ها در سرتاسر جهان در حال اجرای اقداماتی برای رشد در این بخش هستند.

اتحادیه اروپا 660 میلیون یورو یارانه برای تقویت انرژی های تجدیدپذیر و کاهش انتشار CO2 منتشر کرده است. یارانه های صندوق اتحادیه اروپا نسل بعدی برای نصب پنل های خورشیدی در اکثر خانه ها در دسترس خواهد بود.

در ایالات متحده، کمک های بلاعوض دولتی و وام های کم بهره برای کمک به خانوارهای کم درآمد برای انتقال به کاهش قبوض انرژی از طریق انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد. یک مثال خوب، گرین تروفیت گرانت است که 250 میلیون دلار برای تاسیسات خورشیدی خانگی ارائه می دهد. وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) از برنامه کمک به هوازدگی (WAP) خود برای کمک به بیش از 35000 خانوار برای انتقال به انرژی کارآمدتر و پاک تر در سال استفاده می کند.

تأثیر انتشار گازهای گلخانه ای

یکی از عوامل اصلی انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) که منجر به تغییرات آب و هوایی می شود، تولید انرژی از طریق سوخت های فسیلی است. و بیشتر 100 شرکت مسئول 71 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای از بخش سوخت های فسیلی هستند. بنابراین، اهمیت روی آوردن به منابع تجدیدپذیر را نمی توان نادیده گرفت.

برخی از الگوهای آب و هوایی نامنظم مانند سیل، زلزله و آتش سوزی بر بسیاری از سیستم های انرژی تجدیدپذیر تأثیر می گذارد. در سال 2020، 87 درصد از برق تولید شده در سطح جهان، از جمله انرژی هسته ای، حرارتی و آبی، مستقیماً به دسترسی به آب بستگی داشت. بنابراین برای این بخش مشکلاتی ایجاد می کند. اما انرژی خورشیدی یک سیستم اصلی انرژی تجدیدپذیر است که به دلیل توانایی خود در تولید برق بدون آب و در شرایط متغیر متمایز است.

خورشید چیست و چرا انرژی خورشیدی به سرعت در حال رشد است؟

انرژی خورشیدی یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. نور طبیعی خورشید را می گیرد و آن را از طریق پنل ها یا آینه هایی که تشعشعات خورشیدی را متمرکز می کنند به انرژی تبدیل می کند. این انرژی را می توان در باتری ها یا ذخیره سازی حرارتی ذخیره کرد.

همانطور که گفته شد، انرژی خورشیدی یکی از معدود انرژی‌های تجدیدپذیر است که به آب متکی نیست. علاوه بر این، پانل های مورد استفاده در سیستم های انرژی خورشیدی مقرون به صرفه، نصب آسان و در اندازه های مختلف هستند. بنابراین پنل های خورشیدی را می توان به راحتی بر روی سطوح مختلف از خانه ها و مزارع گرفته تا کمپرون ها نصب کرد. همچنین، آنها کوچکتر و ارزان تر از توربین های بادی هستند. علاوه بر این، آنها بی سر و صدا کار می کنند، سازگار هستند، و همیشه کار می کنند (تا زمانی که مقداری خورشید وجود داشته باشد).

بنابراین، جای تعجب نیست که انرژی خورشیدی شاهد سرمایه گذاری و رشد عظیمی است. در سال 2020، صنعت خورشیدی 43 درصد در ایالات متحده رشد کرد. در سال 2021، این صنعت در سطح جهانی 23 درصد رشد کرد و در سال 2022 نسبت به دو ماه اول سال قبل، رشد سالانه 36 درصدی تا ماه فوریه داشت.

کمک های بلاعوض و وام هایی که هدفشان ارتقای تاسیسات خورشیدی از خانوارها به مشاغل است را می توان در سراسر جهان یافت:

• کانادا: کمک های مالی برای خانه های سبزتر در دسترس است.
• هند: صرفه جویی 40٪ – 50٪ در نصب خورشیدی.
• چین: 236 میلیون دلار برای یارانه پروژه های خورشیدی در سال 2022 متعهد شد.
• استرالیا: مشوق هایی برای کمک به خانوارها و مشاغل کوچک در نصب سیستم های انرژی پاک.

افزایش بهره وری و کاهش هزینه

مخترع آمریکایی چارلز فریتز اولین پنل خورشیدی را در سال 1883 ساخت. این پنل تنها 1 درصد بازده تبدیل الکتریکی ایجاد کرده است. با استفاده از این پنل، بازده خورشیدی به طور قابل توجهی بهبود خواهد یافت.

در نتیجه، دولت‌ها و کسب‌وکارهای بزرگ این فناوری را تأمین مالی کردند که منجر به پیشرفت‌های عظیمی در کارایی تبدیل پانل شد. امروزه، پنل‌های خورشیدی شامل PV، heterojunction، TOPcon، N-type و PERC همگی از راندمان تبدیل 20 درصد فراتر می‌روند که پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آینده تا سال 2025 به حدود 29 درصد افزایش یابد. با پیشرفت در فناوری خورشیدی و افزایش بهره وری، هزینه ها کاهش خواهد یافت.

به عنوان مثال:

میانگین هزینه یک پنل خورشیدی از سال 2010 تا 2020، 90 درصد کاهش یافته است. آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر (IRENA) پیش بینی می کند که تا سال 2025، 59 درصد کاهش هزینه بیشتر برای برق تولید شده توسط PV خورشیدی وجود خواهد داشت.

سازگاری

اولین پنل های خورشیدی موجود نه تنها بازده پایین و گران قیمت بودند، بلکه قطعات محکم، سنگین و غیر قابل انعطافی بودند که برای استفاده مناسب نبودند. امروزه، پنل‌های خورشیدی را از مواد مختلفی می‌سازند. پنل ها این امکان را می‌دهند که بر روی سطوح زیادی نصب شوند.

مانند:

1. پنل‌های خورشیدی استاندارد که بر روی پشت بام‌ها نصب می‌شوند
2. پنل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر روی بادبان‌های قایق‌های بادبانی.

رنگ مواد پنل خورشیدی نیز متفاوت است. از این رو، سطوح شفاف، مانند پنجره ها، اکنون می توانند پنل های خورشیدی نیز باشند. این یک بعد کاملاً جدید را باز می کند و به آسمان خراش های شیشه ای در سراسر جهان اجازه می دهد تا انرژی پاک خود را ایجاد کنند و هنجار گلخانه های agrivoltaic را داشته باشند.

پنل‌های خورشیدی نه تنها از نظر انعطاف‌پذیری و رنگ، بلکه از نظر اندازه نیز متفاوت هستند که امکان سازگاری بیشتر را فراهم می‌کند. بنابراین، بازار بزرگی برای پنل‌های خورشیدی در صنعت موتورخانه و محصولات فضای باز وجود دارد. این پنل‌های خورشیدی برای انواع کمپرون‌ها و کوله‌پشتی‌ها برای تغذیه تلفن‌ها و لپ‌تاپ‌ها هنگام پیاده‌روی استفاده می‌شوند.

برخی از موانع رشد خورشیدی چیست؟

با وجود رشد گسترده در صنعت خورشیدی، هنوز چند چیز مانع آن می شود. به عنوان مثال، پنل های خورشیدی به زمین های بزرگ نیاز دارند. همچنین، این دستگاه ها زمانی که نور خورشید وجود دارد بهتر کار می کنند. با این حال، این چالش ها توسط واحدهای ذخیره باتری کارآمد و کشاورزی agrivoltaic – که در آن کشاورزی سنتی با کشاورزی خورشیدی در همان منطقه ترکیب می شود، مورد توجه قرار می گیرد.

یک مسئله کمی بزرگتر که در حال بهبود است، اما هنوز راه کمی در پیش دارد، کارایی پنل خورشیدی است. انواع جدیدی از سلول های خورشیدی در سراسر جهان در حال توسعه هستند، با این حال، نرخ بازده 20٪ به این معنی است که 80٪ از پرتوهای خورشیدی که به پانل ها برخورد می کنند هدر می رود. علاوه بر این، با وجود انرژی پاک تولید پنل‌های خورشیدی، برخی از اجزای آن‌ها تجدید ناپذیر هستند. با رشد سرمایه گذاری و تحقیقات در این زمینه، راندمان پنل های خورشیدی بهبود می یابد و از مواد تجدیدپذیر و غیر سمی در تولید آنها استفاده می شود.

نتیجه گیری

صنعت خورشیدی در دهه گذشته شاهد رشد عظیمی بوده است، نه تنها در پذیرش، بلکه در پیشرفت های تکنولوژیکی. با COP27 و بحران انرژی فعلی، فشار برای رسیدن به بی‌طرفی کربن افزایش خواهد یافت. دولت‌ها در سراسر جهان سرمایه‌گذاری بیشتری روی این فناوری خواهند کرد.

بدون شک، رشد خورشیدی هنوز راه درازی در پیش دارد تا انتشار گازهای گلخانه ای را به حداقل ممکن کاهش دهد. اما این امید وجود دارد که پانل‌های خورشیدی سالانه بودجه و پذیرش بیشتری برای انتقال به اقتصاد سبز دریافت می‌کنند.