انقلاب انرژی خورشیدی با ابداع پنل‌های کروی

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، جهان در جست‌وجوی منابع انرژی محیطی است و انرژی خورشیدی به‌عنوان یک رقیب برتر در این زمینه ایفای نقش می‌کند. با نوآوری‌های مکرر در فناوری و بهره‌گیری از تکنیک‌های پیشرفته تولید، آینده انرژی خورشیدی در درخشان‌ترین حالت خود قرار دارد. امروزه پنل‌های خورشیدی در اشکال مختلفی مورد استفاده قرار دارد و می‌توان آن‌ها را روی پشت‌بام‌ها، دیوارها، نرده‌ها و حتی کف پیاده‌روها نصب کرد، با این حال ژاپن از طرح نوعی پنل خورشیدی جدید رونمایی کرده است که فراتر از تمام صفحات خورشیدی موجود عمل و در همه جهات انرژی تولید می‌کند.

یک شرکت ژاپنی طی اقدامی نوآورانه از طرحی موسوم به اسفیلار Sphelar، یک میکروسلول خورشیدی کروی رونمایی کرده است که نور خورشید را از هر جهت مهار می‌کند. این طراحی پیشگامانه نه‌تنها کارایی انرژی را بهبود می‌بخشد، بلکه محدودیت‌های فناوری خورشیدی معمولی را نیز برطرف می‌کند و انقلابی در انرژی خورشیدی به‌شمار می‌رود. استفاده از نور خورشید از تمام زوایا از جمله مزایای فناوری خورشیدی کروی محسوب می‌شود.

پنل‌های خورشیدی معمولی از سلول‌های فتوولتائیک مسطح استفاده می‌کنند که اثربخشی آن‌ها به زاویه خورشید بستگی دارد و باید در زاویه‌ای ایده‌آل برای مهار نور خورشید قرار گیرند، با این حال سلول‌های اسفیلار واحدهای کروی و کوچکی هستند که در آن نور خورشید از همه زوایا جذب می‌شود و نیاز به قاب‌های مکانیکی گران‌قیمت ندارند. این طراحی همچنین پیچیدگی‌های نصب صفحات خورشیدی را از بین می‌برد. ساختار کروی به سلول‌های اسفیلار این امکان را می‌دهد تا نور پراکنده را به‌طور مستقیم مهار و به اثربخشی تبدیل انرژی حدود ۲۰ درصد بیشتر از اکثر فناوری‌های خورشیدی تخت دست پیدا کنند.

علاوه‌بر این، تولید سلول‌های خورشیدی کروی به‌طور قابل‌توجهی ضایعات فرایند تولید را کاهش می‌دهد. این سلول‌ها با استفاده فوری از سیلیکون مذاب، روند تولید محیطی را ترویج و با افزایش هزینه‌های سیلیکون، تقاضای فزاینده برای تکنیک‌های تولید مؤثر را برآورده می‌کنند. سلول‌های جدید همچنین طیف گسترده‌ای از کاربردهای پیشرفته را ارائه می‌کنند که فراتر از پنل‌های خورشیدی معمولی است. اندازه کارآمد آن‌ها که می‌تواند حتی بین قطر ۱ تا ۲ میلی‌متر متغیر باشد، آن‌ها را با ماژول‌های انعطاف‌پذیر و شفاف سازگار می‌کند که گزینه‌ای عالی برای ادغام در بسیاری از محصولات محسوب می‌شود.

این سازگاری سلول‌های اسفیلار را به یک راه‌حل ایده‌آل برای دستگاه‌های پریمیوم و کارآمد انرژی همچون تلفن‌های هوشمند و حسگرهای فشرده تبدیل می‌کند. استفاده قابل‌توجه از این فناوری جدید در پایانه‌های اطلاعاتی بی‌سیم همچنین منجر می‌شود داده‌ها نه‌تنها با استفاده از انرژی خورشیدی، بلکه از طریق نور مادون قرمز نیز منتقل شوند.

این کشف ممکن است با کاهش وابستگی به منابع برق سنتی و توسعه سیستم‌های مؤثرتر و مستقل، فناوری دستگاه‌های قابل حمل را متحول کند. سلول‌های کروی قابلیت نصب روی تجهیزات ساختمانی همچون پنجره‌ها و گنجانده شدن در نمای بناها را دارند و به سازه‌ها این امکان را می‌دهند که انرژی خورشیدی تولید کنند و در عین حال اجازه ورود نور طبیعی را به بنا بدهند. طراحی مترقی این سلول‌ها بر کاربردهای زیبایی‌شناسی و پایداری متمرکز است.

این‌سیستم همچنین در بخش‌های نظارت حفاظتی، سنسورهای کوچک نظارت بر دما، رطوبت و کیفیت هوا و شبکه‌های نظارتی در بخش‌هایی همچون سیستم اتوماسیون کارخانه، تدارکات و مراقبت‌های بهداشتی قابل استفاده است.

سلول‌های اسفیلار نوید بهبود قابل‌توجهی را در صنعت انرژی خورشیدی می‌دهند، اما هنوز با محدودیت‌هایی مواجه هستند. این سلول‌های خورشیدی پیشرفته در حال حاضر قابلیت تولید انبوه اقتصادی را ندارند. با این حال تلاش‌های ژاپن برای توسعه آن‌ها ادامه دارد و شرکت یادشده درصدد خودکار کردن تولید آن‌ها است که می‌توانند به منبع مهمی از انرژی تبدیل شوند و به برآورده کردن نیازهای روزافزون بین‌المللی برای انرژی پایدار و در عین حال به آینده‌ای پایدارتر کمک کنند.

سلول‌های خورشیدی کروی اسفیلار، انقلابی پیشگام در بخش انرژی خورشیدی به‌شمار می‌رود. طراحی متمایز و سازگاری این سلول‌ها از منابع ساختمانی گرفته تا دستگاه‌های تلفن همراه و ردیابی حفاظتی فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای استفاده‌های متعدد فراهم می‌کند.

کشورهای مختلف در سراسر جهان به طور فزاینده‌ای از انرژی خورشیدی به هر طریقی به عنوان یک بخش کلیدی در استراتژی‌های انرژی خود استفاده می‌کنند. در ادامه به بعضی از کشورهای مهم که در نصب و استفاده از پنل‌های خورشیدی پیشرفت‌های قابل‌توجهی داشته‌اند، اشاره می‌شود:

کشورهای پیشرو در انرژی خورشیدی

چین

ظرفیت نصب‌شده: بیش از ۷۱۰ گیگاوات تا نیمه سال ۲۰۲۴ که این کشور را به بزرگ‌ترین تولیدکننده انرژی خورشیدی در جهان تبدیل کرده است.
سهم جهانی: حدود ۳۲.۳ درصد از مصرف جهانی انرژی خورشیدی در سال ۲۰۲۲.
هدف‌گذاری برای رسیدن به ۱۲۰۰ گیگاوات ظرفیت انرژی تجدیدپذیر تا سال ۲۰۳۰ با سرمایه‌گذاری‌های چشمگیر در زیرساخت‌های خورشیدی.

ژاپن

ظرفیت نصب‌شده: بیش از ۸۷ گیگاوات تا اوایل سال ۲۰۲۴، با سهمی حدود ۹.۹ درصد از تولید برق کشور.
سهم جهانی: مسئول حدود ۷.۷ درصد از مصرف جهانی انرژی خورشیدی در سال ۲۰۲۲.
هدف‌گذاری برای رسیدن به ۱۰۸ گیگاوات تا سال ۲۰۳۰ و ادغام پنل‌های خورشیدی در زیرساخت‌های عمومی و ساختمان‌های جدید.

هند

ظرفیت نصب‌شده: تقریباً ۸۹.۴ گیگاوات تا آگوست ۲۰۲۴، که به‌تازگی ژاپن را پشت سر گذاشته و سومین تولیدکننده بزرگ انرژی خورشیدی شده است.
سهم جهانی: حدود ۷.۲ درصد از مصرف جهانی انرژی خورشیدی در سال ۲۰۲۲.
تلاش برای رسیدن به ۲۸۰ گیگاوات ظرفیت خورشیدی تا سال ۲۰۳۰.

ایالات متحده آمریکا

ظرفیت نصب‌شده: تقریباً ۲۰۰ گیگاوات تا اوایل سال ۲۰۲۴ که این کشور را به یکی از بالاترین کشورهای نصب‌کننده پنل‌های خورشیدی تبدیل کرده است.
سهم جهانی: حدود ۱۷ درصد از مصرف جهانی انرژی خورشیدی در سال‌های اخیر.
ایالات متحده همچنان به گسترش تولید انرژی تجدیدپذیر خود با سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجه در فناوری‌های خورشیدی ادامه می‌دهد.

آلمان

ظرفیت نصب‌شده: حدود ۹۰ گیگاوات. آلمان برای دهه‌ها پیشرو در فناوری و سیاست‌های انرژی خورشیدی بوده است.
هدف‌گذاری برای افزایش قابل‌توجه منابع تجدیدپذیر برای دستیابی به اهداف اقلیمی.

استرالیا

ظرفیت نصب‌شده: ۲۵ گیگاوات، با درصد بالایی از نصب‌ها در بخش مسکونی.
سهم جهانی: انرژی خورشیدی بیش از ۱۵ درصد از تولید کل برق کشور را تشکیل می‌دهد.

کره جنوبی

ظرفیت نصب‌شده: حدود ۲۷ گیگاوات.

برزیل و مکزیک

هر دو کشور بازارهای نوظهوری برای انرژی خورشیدی هستند و به افزایش ظرفیت و نرخ‌های پذیرش جهانی کمک می‌کنند.