• صاحب المنشور: زهور بناني
  
  ملخص النقاش:
  مع ارتفاع الطلب على مصادر الطاقة المتجددة، تبرز تكنولوجيا تحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى الكهرباء كحل واعد. هذه العملية المعروفة باسم "التوليد الكهروضوئي" توفر طريقة فعالة لتحويل أشعة الشمس إلى طاقة يمكن استخدامها مباشرة لتشغيل المنازل والمؤسسات الصناعية وغيرها. لكن هذا التحول ليس خاليا من العقبات. فيما يلي نظرة عامة على التحديات الحالية والابتكارات الأخيرة التي تساهم في تطوير هذه التقنية.

التحديات الأساسية

1. تكلفة التحويل: رغم الانخفاض الكبير في تكاليف الألواح الشمسية خلال السنوات القليلة الماضية، إلا أنها لا تزال أكثر غلاء مقارنة بالمصادر الأخرى للطاقة مثل الوقود الأحفوري الذي يتم دعمه عادة عبر الدعم الحكومي أو الخصومات الضريبية.

1. الكفاءة وقابلية التوسع: بينما يمكن للألواح الحديثة تحقيق كفاءة تتراوح بين 20% - 30% من شمس المنبع, فهذا يعني أنه ليس كل ضوء يصل إلى سطح الأرض يمكن استخدامه بكفاءة. بالإضافة لذلك, قد تكون هناك قيود هندسية متعلقة بتصميم وبناء الأنظمة الشمسية الكبيرة.

1. تغير الظروف البيئية: يؤثر تغير ظروف الجو مثل الغبار والأتربة وأحياناً الغيوم على مدى فاعلية توليد الطاقة. لهذا السبب, تحتاج بعض المناطق ذات الاستخدام العالي للطاقة إلى تخزين بطاريات لدعم ساعات الليل أو أيام عدم وجود ضوء الشمس بشكل كامل.

1. إزالة المواد غير المستدامة: تعتمد الكثير من مواد التصنيع لأجزاء كبيرة من الألواح الشمسية مثل السيليكون والمعادن الثمينة مثل الإنديوم والتي توجد بنسب قليلة ولكن لها تأثير بيئي كبير عند تعدين واستخراج هذه المواد الخام.

التطورات الحديثة

على الرغم من هذه التحديات, هنالك العديد من الأفكار الواعدة التي تعمل على معالجتها وتوجيه مستقبل توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية نحو مزيدٍ من الكفاءة والاستدامة:

* الألواح الرقيقة: تُستخدم حاليا تقنيات تصنيع جديدة تسمح بإنتاج ألواح رفيعة وخفيفة الوزن بدرجة أكبر مما يسهّل تركيبها وصيانةُها بموارد بشرية أقل وكلفَة مخفضة كذلك. يمكن لهذه الألواح أيضًا ان تتغلغل داخل المباني سواء كانت منزلية أم تجارية بدون التأثير سلبيًا عليها جمالياً.

* البحث حول الخلايا الفوتو فولتايكية المرتبطة بالتكنولوجيات الناشئة: يشمل ذلك البحوث حول خلايا حيوية قابلة للتحلل الحيوي تستمد مركباتها الرئيسية من مصدر عضوي طبيعي وليس بصورة كميائيات سامّة وعرضة للتلوث كما هو الحال الآن بالنسبة لبعض الأنواع الشائعة لنوع السيليكون المستخدم حاليًا . وهذا النوع الجديد المحتمل للإلكترونيات سيكون له القدرة على العمل تحت الماء وهو قادر أيضًا على امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء والذي يعد جزء مهم جدًا للشمس ولكنه غير قابل للاستغلال الحالي بواسطة أغلبية المنتجات التجارية الموجودة اليوم وذلك بسبب محدوديتها الكهرضغطية. ومن الجدير ذكره هنا بأن الباحثين يعملون أيضا علي دمج تلك المحولات الكهروحرارية الجديدة ضمن شبكات الاتصالات الذكية حيث يتوقع نجاحهم في خلق جيلاً جديدا مختلف تمام الاختلاف عمّا نعرفه حتى الآن .

* الطاقة الشمسية المركزة (CSP) : يتطور مجال جمع وتعظيم التركيز الشمسي بكل سرور إذ أنه يحقق معدلات أعلى نسبياً بالمقارنة مع غيرها ممن سبقت الإشارة إليهن اعلاه فضلاً بأنه يستطيع منح نطاق واسع لمجالات التطبيق خاصة وإن كان المصمم قادراً حقاً لإيجاد حل مناسب لحفظ الطاقة الزائدة حينما يحدث نقص وانقطاع مؤقت للضوء أثناء النهار ثم إعادة تشغيل النظام ثانية عندما تعود فرصة تواجد وهج شمسي مرة أخرى لفترة زمنوية محددة متوقعه سابقاً ومقدر