در دهه های اخیر، فناوری پنل های خورشیدی به طور قابل توجهی تکامل یافته است و امکان نوآوری قابل توجهی را فراهم می کند و پیشرفت‌ها شامل کارایی بیشتر سلول‌های خورشیدی، معرفی مواد جدید و در دسترس، پیشرفت در تکنیک‌های تولید و طراحی‌های انعطاف‌پذیر است.
از سال 2013 در خط مقدم صنعت انرژی خورشیدی تغییراتی را از نزدیک شاهد بودیم که این فناوری‌های جدید پنل‌های خورشیدی، فتوولتائیک‌های خورشیدی را در دسترس‌تر و کارآمدتر از همیشه می‌کنند. برای کشف آخرین روندهایی که صنعت PV را شکل می دهد، غواصی کنید.
نرخ بهره وری پنل خورشیدی به شدت افزایش یافته است
در طول دو تا سه دهه گذشته، کارایی پنل های خورشیدی پیشرفت های چشمگیری داشته است و در روزهای ابتدایی این محصولات، پنل‌های خورشیدی دارای راندمان تبدیل حدود 10 درصد بودند، به این معنی که آنها فقط می‌توانستند حدود یک دهم نور خورشیدی را که جذب می‌کردند به برق قابل استفاده تبدیل کنند.
با این حال به لطف تحقیقات مداوم، توسعه و پیشرفت های تکنولوژیکی، نرخ بهره وری پنل های خورشیدی 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 و 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 تر برای صاحبان خانه، مشاغل و کل شهرها تبدیل می کند و 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، و 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 راه حل امیدوارکننده 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 ارزان و نسبتا ساده آن، همراه با تحقیقات مداوم برای بهبود کارایی و پایداری خورشیدی، آن را به عنوان یک تغییر بالقوه بازی در صنعت انرژی های تجدیدپذیر در کنار نیمه هادی های سنتی مبتنی بر سیلیکون 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، با سلول های خورشیدی پشت سر هم به رکوردشکنی بهره وری انرژی دست یافته است که در نوامبر 2023، سلول های خورشیدی پشت سر هم به بازده 26.81 درصد رسید که در آن زمان یک رکورد محسوب می شد.
دانشمندان دانشگاه کلرادو بولدر از روش جدیدی برای ساخت سلول های پروسکایتی پرده برداری کرده اند که یک توسعه بالقوه حیاتی برای تجاری سازی فناوری خورشیدی نسل بعدی است و 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 باقی مانده است که باید برای استفاده تجاری گسترده آنها 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 پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون سنتی ارائه کنند.
پنل های خورشیدی دو وجهی نور خورشید بیشتری را مهار می کنند
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 نوآورانه به آنها اجازه می‌دهد از نور خورشید منعکس شده از سطوح مختلف مانند زمین، آب یا سازه‌های مجاور استفاده کنند که منجر به افزایش بازده برق می‌شود.
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 پنل های خورشیدی دو وجهی آنها را در کاربردهای مختلف از تاسیسات تجاری فتوولتائیک گرفته تا مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ به ویژه ارزشمند می کند و در نهایت باعث بهبود اقتصادی بودن 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 و معایب فناوری پنل خورشیدی Bificial
اگرچه استفاده از پنل های خورشیدی دو وجهی قطعاً مزایایی دارد، اما معایبی نیز دارد.
مزایای پنل های خورشیدی دو وجهی
بازده انرژی بالاتر: پنل های دو وجهی نور خورشید را از هر دو طرف جذب می کنند و در نتیجه تولید انرژی را در مقایسه با پنل های PV سنتی افزایش می دهند.
دوام و طول عمر: پنل های دو وجهی برای مقاومت در برابر شرایط محیطی ساخته شده اند و بسیاری از مدل ها در کارت امتیازی قابلیت اطمینان ماژول PVEL PV 2024 بهترین عملکرد را داشتند.
عملکرد بهتر در نور پراکنده: پنل های دو وجهی توانایی تولید انرژی از نور منتشر یا بازتابی را دارند که آنها را برای مناطقی با شرایط ابری یا کم نور مناسب می کند.
افزایش بازده انرژی در برخی از محیط‌ها: پنل‌های دو وجهی در محیط‌های خاص، مانند مناطق پوشیده از برف یا مناطقی با سطوح بسیار بازتابنده، عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند.
کاربردهای همه کاره: پنل های دو وجهی را می توان در کاربردهای مختلفی از جمله پشت بام، قایق های اتومبیل و مزارع خورشیدی شناور استفاده کرد.
معایب پنل های خورشیدی دو وجهی
هزینه بالاتر: پنل های دو وجهی معمولاً گران تر از پنل های سنتی هستند و آنها را به سرمایه گذاری قابل توجهی تبدیل می کند.
نصب تخصصی: پنل های دو وجهی به سیستم نصب متفاوتی نیاز دارند که اجازه می دهد نور به هر دو طرف برسد، که می تواند پیچیدگی و هزینه نصب را افزایش دهد.
ملاحظات زیبایی شناختی: شفافیت پنل های دو وجهی ممکن است از نظر بصری برای برخی از صاحبان خانه یا صاحبان املاک تجاری جذاب نباشد.
تجمع احتمالی گرد و غبار و کثیفی: از آنجایی که قسمت پشتی پنل های دو وجهی در معرض دید قرار دارد، گرد و غبار و کثیفی احتمالاً در آنجا جمع می شوند و به تمیز کردن و نگهداری مکرر نیاز دارند.
کاهش اثرات سایه: به دلیل طراحی دو طرفه، پنل های دو وجهی بیشتر مستعد سایه زدن هستند. نصب و فاصله گذاری مناسب برای به حداقل رساندن این اثر بسیار مهم است.
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 به گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابل انطباق باشند، و 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 فوق سبک، نازک‌تر از موی انسان، ساخته‌اند که می‌توان آنها را به راحتی به هر سطحی چسباند و ماده‌ای مانند صفحات خورشیدی ایجاد کرد و 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 پنل های خورشیدی انعطاف پذیر و سبک، 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، در حالی که 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 انعطاف پذیر، به عنوان یک فناوری جدید، به راحتی قابل حمل و استقرار هستند، که در محیط های دور و چالش برانگیز که منابع انرژی محدود یا وجود ندارد، یک مزیت قابل توجه است. این پنل های خورشیدی با تطبیق پذیری و تطبیق پذیری خود، تبدیل به یک تغییر دهنده بازی در گسترش دسترسی و دسترسی به تولید برق پایدار شده اند.
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 و این باتری‌ها چگالی انرژی بالاتر، طول عمر بیشتر، و قابلیت‌های شارژ و دشارژ بهبود یافته را ارائه می‌کنند که امکان استفاده کارآمدتر از انرژی خورشیدی ذخیره‌شده را فراهم می‌کند.
پیشرفت هایی در سیستم های مدیریت باتری پیش بینی می شود که کنترل بهتر و بهینه سازی ذخیره انرژی را فراهم می کند. 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 و در نهایت منجر به صرفه‌جویی در هزینه و افزایش بهره‌وری انرژی می‌شوند.
علاوه بر پیشرفت‌های تکنولوژیکی، انتظار می‌رود که یکپارچه‌سازی پنل‌های خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی نیز از سیاست‌ها و مقررات دولتی بهبود یافته 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 آنها در صنعت انرژی پاک باشد.
پنل های خورشیدی شفاف انرژی را بدون آسیب به زیبایی مهار می کنند
ظهور پنل‌های خورشیدی شفاف نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجهی در زیرساخت‌های پایدار است که به پنجره‌ها و نمای ساختمان‌ها اجازه می‌دهد تا برق تولید کنند و در عین حال انتقال نور و دید را حفظ کنندT این پنل‌های نوآورانه از جدیدترین فن‌آوری پنل‌های خورشیدی از طریق سیستم‌های فتوولتائیک (PV) استفاده می‌کنند و 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 - افزایش جذابیت بصری سازه ها و 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 کندT 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 پنل های خورشیدی هوشمند، کارایی و عملکرد را باز می کند
ادغام روزافزون فناوری‌های پنل‌های خورشیدی هوشمند، از جمله حسگرها و قابلیت‌های اینترنت اشیا، صنعت خورشیدی را با این فناوری جدید پنل خورشیدی متحول کرده است. این ادغام نظارت، نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد پنل خورشیدی را امکان‌پذیر می‌سازد که منجر به افزایش کارایی و اثربخشی می‌شود.
با ترکیب فناوری های هوشمند در پنل های خورشیدی، کارایی و طول عمر آرایه های PV خورشیدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد و 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، و مسائل مربوط به تولید انرژی خورشیدی را به طور فعال برطرف کنند و از حداکثر خروجی برق و قابلیت اطمینان سیستم PV خورشیدی اطمینان حاصل کنند.
این ادغام فناوری‌های 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.
سوالات متداول درباره آخرین روندهای فناوری پنل خورشیدی
کدام سازمان های ایالات متحده در حال تحقیق در مورد فناوری جدید پنل خورشیدی هستند؟
NREL یک سازمان بزرگ ملی تحقیقات انرژی تجدیدپذیر است که در خط مقدم آخرین تحقیقات فناوری پنل خورشیدی قرار دارد. NREL مطالعاتی را در زمینه‌های مختلف انجام می‌دهد، مانند مواد PV پیشرفته، طراحی و آزمایش دستگاه، و نوآوری‌های تولید PV خورشیدی، هدف تحقیق آن بهبود راندمان تبدیل سلول های خورشیدی و کاهش هزینه فن آوری های PV برای دسترسی بیشتر و مقرون به صرفه تر کردن انرژی خورشیدی است.
سایر سازمان های ملی درگیر در تحقیقات فناوری پنل خورشیدی شامل آزمایشگاه ملی Sandia، یک مرکز تحقیقاتی با تمرکز بر توسعه مواد، دستگاه ها و سیستم های PV پیشرفته برای آینده انرژی پایدار است.
بسیاری از دانشگاه ها نیز در مورد فناوری جدید پنل خورشیدی تحقیق می کنند. به عنوان مثال، پروژه جهانی آب و هوا و انرژی دانشگاه استنفورد بودجه ای را برای تحقیق در مورد فن آوری های جدید برای انرژی های پاک و منابع تجدید پذیر، از جمله انرژی خورشیدی، فراهم می کند.
دانشگاه کالیفرنیا در برکلی نیز دارای یک گروه تحقیقاتی اختصاصی انرژی خورشیدی است و کار آن منجر به فناوری های جدید سلول های خورشیدی با کارایی بالاتر شده است. همچنین، مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) یک آزمایشگاه انرژی خورشیدی دارد که جنبه‌های مختلف انرژی خورشیدی، مانند مواد جدید، دستگاه‌ها و طراحی‌های سیستم را برای بهبود کارایی و هزینه سلول‌های خورشیدی بررسی می‌کند.
علاوه بر این، برخی از شرکت ها در حال انجام تحقیقات گسترده ای برای توسعه و تجاری سازی فناوری های جدید پنل های خورشیدی هستند. به عنوان مثال، Oxford PV یک شرکت مستقر در بریتانیا است که متخصص در توسعه و تجاری سازی سلول های خورشیدی لایه نازک پروسکایت است.
برخی از روندهای جدید فناوری پنل خورشیدی برای سال 2024 چیست؟
برخی از آخرین روندهای فناوری پنل های خورشیدی برای سال 2024 شامل بهبود کارایی سلول های خورشیدی، پیشرفت در فناوری ذخیره سازی، افزایش پذیرش پنل های خورشیدی دو وجهی، و ادغام فناوری هوش مصنوعی و بلاک چین برای ساده سازی مدیریت سیستم است.
پیشرفت‌های فن‌آوری پنل‌های خورشیدی با بهبود کارایی و مقرون‌به‌صرفه پنل‌های خورشیدی، گسترش کاربردهای آنها و افزایش پذیرش کلی آنها، تأثیر مثبتی بر صنعت خورشیدی خواهد داشت.
فناوری بلاک چین چگونه در صنعت خورشیدی استفاده می شود؟
فناوری بلاک چین یک سیستم دفتر کل دیجیتال توزیع شده است که تجارت انرژی ایمن، شفاف و غیرمتمرکز را در صنعت خورشیدی با نیروگاه های مجازی (VPP) امکان پذیر می کند. این امکان داد و ستد انرژی همتا به همتا را بین مصرف کنندگان، تولیدکنندگان و اپراتورهای سیستم بدون واسطه فراهم می کند و معاملات انرژی کارآمدتر و قابل اطمینان تر را تسهیل می کند.
فناوری بلاک چین می‌تواند شفافیت و قابلیت ردیابی تراکنش‌های انرژی خورشیدی را افزایش دهد، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را ترویج کند و یکپارچه‌سازی منابع انرژی توزیع‌شده را امکان‌پذیر سازد. همچنین می تواند ریزشبکه ها را تسهیل کند، عملیات و نگهداری را بهبود بخشد و هزینه های تراکنش را کاهش دهد.
باز کردن پتانسیل فناوری جدید پنل خورشیدی
همانطور که فناوری ماژول PV خورشیدی تکامل می یابد، امکان سنجی انرژی تجدیدپذیر به سرعت در حال افزایش است، از طریق افزایش بهره وری، ادغام فناوری های هوشمند، و پیشرفت در مواد و طراحی، انرژی خورشیدی به یک منبع انرژی به طور فزاینده ای در دسترس و همه کاره تبدیل می شود.
آخرین پیشرفت‌های فناوری پنل‌های خورشیدی، نحوه تفکر ما در مورد انرژی و نقش آن در زندگی مدرن را تغییر می‌دهند و انرژی خورشیدی را به عنوان بخشی ضروری از آینده انرژی پایدار قرار می‌دهند.
لینک سایت مرجع
مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.
