أخبار التكنولوجيا

الطاقة الشمسية من الألواح المرنة


برزت الطاقة الشمسية كتقنية واعدة للاستدامة والطاقة النظيفة. من خلال قدرتها على توليد الكهرباء دون إطلاق غازات الدفيئة ، وخاصة ثاني أكسيد الكربون ، توفر الطاقة الشمسية بديلاً مقنعًا لتوليد الطاقة التقليدي القائم على الوقود الأحفوري.

تلعب تكنولوجيا الطاقة الشمسية دورًا مهمًا في تحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفرية. وفقًا لتقرير وكالة الطاقة الدولية (IEA) ، سيتم الحصول على جزء كبير ، ثلثي إمدادات الطاقة بحلول عام 2050 من طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة المائية. من بين هذه المصادر المتجددة ، تأخذ الطاقة الشمسية زمام المبادرة ، حيث تشكل خمس إجمالي إمدادات الطاقة. ويتوقع التقرير كذلك زيادة قدرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بمقدار 20 ضعفًا من الوقت الحاضر إلى عام 2050.

كان هناك استثمار كبير من قطاع الطاقة لإيجاد مصدر وقود أحفوري موثوق به وأكثر اخضرارًا وتطوير تقنيات توليد الطاقة للإنتاج بالجملة. للتوافق مع أهداف تحول الطاقة العالمية المستدامة ، أنتجت Enfoil ، وهي شركة تابعة لجامعة هاسيلت و imec ، ألواحًا شمسية موثوقة لا يتجاوز سمكها بضعة ملليمترات.

الألواح الشمسية على أساس تكنولوجيا الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة CIGS

في حين أن الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون العادي لها دور فعال في توليد الطاقة الشمسية ، فإن وزنها وعدم مرونتها يحدان من استخدامها على أسطح معينة وفي أماكن محددة. تقدم تقنية الألواح الشمسية من Enfoil حلاً في شكل ألواح شمسية مرنة للتغلب على هذا العائق. يمكن دمج هذه الألواح على أسطح مختلفة ، بما في ذلك الشاحنات والمباني والخيام ، مما يزيد من إمكانيات استخدام الطاقة الشمسية.


08.18.2023

من خلال احتضان الفرص والتحديات التجارية ، ينشر Gochabar مناطق شحن المركبات الكهربائية التي تركز على السلامة

08.17.2023

لماذا كل الطنين حول كربيد السيليكون (SiC)؟

08.16.2023

تتمثل الميزات الرئيسية في أن Enfoil يمكنه إنتاج هذه الألواح المرنة بأي أبعاد عرض وطول تقريبًا. لذلك ، سنخصص الرقائق وفقًا لاحتياجات عملائنا الذين يمكنهم دمجها على أي سطح ، “قال مارك موريس ، كبير موظفي التكنولوجيا في Enfoil ، لـ Power Electronics News.

“يمكننا أيضًا تكييف الخصائص الكهربائية مع احتياجات العميل. تقوم EnFoil بعمل التوصيلات الكهربائية بين الخلايا وحماية الخلايا بناءً على طلب العميل وستساعد في تصميم عملية الدمج في منتج العميل “، أوضح Meuris.

يوضح Enfoil أن الألواح الشمسية تسمح بنهج التخصيص الشامل ، مما يمكنها من تلبية احتياجات العملاء المحددة ليتم دمجها على الأسطح المختلفة. على عكس الألواح الشمسية التقليدية ذات الأشكال والأحجام الثابتة ، تستطيع Enfoil تصنيع رقائق الطاقة الشمسية بأي حجم وشكل.

يشرح Marc Meuris مفهوم التخصيص الشامل بالقول: “هذا يعني أنه في نفس خط التصنيع ، يمكننا إنتاج أحجام مختلفة من الرقائق. يمكننا إنتاج حجم معين من المنتجات لعميل واحد (على سبيل المثال ، 1000 وحدة) ثم التبديل إلى حجم منتج آخر لعميل آخر بطريقة فعالة. “

الشكل 1: رقائق Enfoil الشمسية على أساس تقنية الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة CIGS (المصدر: موقع Enfoil).
الشكل 1: رقائق Enfoil الشمسية على أساس تقنية الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة CIGS (المصدر: موقع Enfoil)

تعتمد رقائق Enfoil الشمسية على تقنية الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة CIGS (النحاس – الإنديوم – الغاليوم – السيلينيوم). تقدم هذه التقنية العديد من المزايا ، بما في ذلك الوزن الخفيف والمرونة ومقاومة الصدمات ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المختلفة. على الرغم من طبيعتها الرقيقة ، تحقق هذه الخلايا الشمسية نفس كفاءة الألواح الشمسية القياسية تقريبًا ، مما يضمن قدرتها على توليد الطاقة الشمسية بشكل فعال.

“الخلايا الشمسية هي الخلايا الشمسية CIGS الموضوعة على ركيزة معدنية رقيقة. هذا يعطي القوة والمرونة في نفس الوقت. نظرًا لأن CIGS لا يتجاوز سمكها بضعة ميكرونات ومتعددة الكريستالات ، فلن يؤدي التأثير إلى حدوث تشققات ، كما هو الحال في مادة أحادية البلورية مثل خلايا السيليكون الشمسية ، حيث يمكن أن تمتد الشقوق إلى أكثر من عدة سنتيمترات ، “بارت فيرمانج ، الأستاذ بجامعة هاسيلت والأستاذ الزائر في imo-imomec ، مختبر أبحاث imec ، أخبر Power Electronics News في مقابلة حصرية.

علاوة على ذلك ، تعد الخلايا الشمسية CIGS من بين التقنيات الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة (PV) الرائدة ، جنبًا إلى جنب مع تيلورايد الكادميوم والسيليكون غير المتبلور. تعتبر هذه التقنيات لقدرتها على خفض تكاليف الإنتاج وتسهيل التسويق التجاري على نطاق واسع.

تخطط Enfoil لتحسين قابلية لف الرقاقة

كما ذكرنا سابقًا ، تقدم الألواح الشمسية Enfoil تطبيقات متعددة الاستخدامات في مختلف الصناعات ، بدءًا من دمج الخلايا الشمسية على أغطية أحواض السباحة وبلاط الأسقف إلى تقديم الطعام بشكل خاص لقطاع الخدمات اللوجستية. في هذا القطاع ، يمكن دمج الألواح على أسطح الشاحنات والجدران الجانبية لتشغيل أجهزة الاستشعار وأنظمة التتبع والتعقب. لا يوفر هذا طاقة البطارية فحسب ، بل يتيح أيضًا الشحن من خلال التعرض لأشعة الشمس.

عند سؤاله عن الفوائد المحتملة لهذا التكامل والتأثير على الصناعة ، قال مارك موريس ، “نقدم مثالاً على شرائحنا الشمسية الموضوعة بين أضلاع الحاوية. هذا يتجنب الضرر الذي يلحق بـ PV بواسطة الرافعة التي تمسك بالحاوية ، مما قد يؤدي إلى إتلاف الأسطح الخارجية للحاوية. تحتاج المستشعرات الموجودة على الحاوية ، على سبيل المثال ، لأغراض الحماية من السرقة ، إلى طاقة من البطارية ، والتي تحتاج إلى إعادة التحميل كل بضعة أسابيع. يمكن أن يعمل تحميل البطارية الكهروضوئية بشكل مستقل خلال العام بأكمله “.

وأوضح كذلك ، “بالنسبة لعربات التوصيل ، يمكننا دعم الوظائف الإلكترونية الإضافية التي يتم وضعها بشكل متزايد في هذه الشاحنات. لا يمكننا جعلها مستقلة هناك ، ولكن يمكننا دعم البطارية بحيث يتم إعادة التحميل بشكل أقل تكرارًا أو أقل حاجة من المحرك ، مما يستهلك الوقود الأحفوري. “

المشروع مدعوم مالياً بمنحة إثبات مفهوم ERC من مجلس البحوث الأوروبي. تهدف Enfoil إلى تطوير تقنية رقائق الطاقة الشمسية بشكل أكبر لخدمة السوق المتنامي. تعكس هذه المنحة اعتراف الصناعة والثقة في إمكانات منتج Enfoil لتحويل تكامل الطاقة الشمسية.

الغرض من المنحة هو تطوير المنتج بشكل أكبر. لدينا الآن منتج يمكننا إنتاجه وبيعه ، لكننا نريد الانتقال إلى رقائق PV أكثر مرونة وقابلة للدحرجة ، ولهذا الغرض ، سنعمل على تحسين قابلية لف الرقائق “، أضاف البروفيسور بارت فيرمانج.

مراجع

1 IMEC. Enfoil ، جامعة هاسيلت الجديدة وشركة imec الفرعية تنتج ألواحًا شمسية رفيعة ومرنة. 20 يوليو 2023. تم الوصول إليه في 24 يوليو 2023.
2 وكالة الطاقة الدولية. صافي الصفر بحلول عام 2050: خارطة طريق لقطاع الطاقة العالمي. 18 مايو 2021. https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050. تم الوصول إليه في 24 يوليو 2023.
3 وكالة الطاقة الدولية. تقرير خاص عن سلاسل التوريد العالمية للطاقة الشمسية الكهروضوئية. 7 يوليو 2022. https://www.iea.org/events/special-report-on-solar-pv-global-supply-chains. تم الوصول إليه في 24 يوليو 2023.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *