رحلة تكنولوجيا الطاقة الشمسية بدأت في القرن التاسع عشر بكفاءة تقل عن واحد بالمئة، مما جعلها غير عملية للاستخدام الطاقي. لم تكن حتى عام 1954، عندما اخترعت Bell Labs أول لوح شمسي مفيد من السيليكون، حقق نحو ستة في المئة كفاءة. منذ ذلك الحين، شهدت تكنولوجيا الخلايا الضوئية الشمسية (PV) تطورًا رائعًا، مما أدى إلى زيادة معدلات الكفاءة وتقليل كبير في التكاليف.
كفاءة الألواح الشمسية:
تقيس كفاءة الألواح الشمسية القدرة على تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام. يمكن للوحات الكفاءة العالية، التي تصل حاليًا إلى أكثر من 30 في المئة من الكفاءة، أن تنتج 25 في المئة من الكهرباء أكثر من نظائرها منخفضة الكفاءة. حقق الباحثون حتى نسبة كفاءة مثيرة تبلغ 47.1 في المئة باستخدام هياكل خلوية متقدمة، على الرغم من أن مثل هذه الألواح فائقة الكفاءة حاليًا ليست فعّالة من حيث التكلفة بسبب استخدام مواد أكثر تكلفة.
تطور الكفاءة:
تاريخ كفاءة الألواح الشمسية يتسم بالإنجازات:
كفاءة الألواح الشمسية:
تقيس كفاءة الألواح الشمسية القدرة على تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام. يمكن للوحات الكفاءة العالية، التي تصل حاليًا إلى أكثر من 30 في المئة من الكفاءة، أن تنتج 25 في المئة من الكهرباء أكثر من نظائرها منخفضة الكفاءة. حقق الباحثون حتى نسبة كفاءة مثيرة تبلغ 47.1 في المئة باستخدام هياكل خلوية متقدمة، على الرغم من أن مثل هذه الألواح فائقة الكفاءة حاليًا ليست فعّالة من حيث التكلفة بسبب استخدام مواد أكثر تكلفة.
تطور الكفاءة:
تاريخ كفاءة الألواح الشمسية يتسم بالإنجازات:
- 1960: تحقق هوفمان الكهربائية كفاءة بنسبة 14٪ في خلايا الطاقة الشمسية.
- 1992: تقوم جامعة جنوب فلوريدا بتصنيع خلية رقيقة فعّالة بنسبة 15.89٪
- 2012: شركة سولار فرونتير تصل إلى كفاءة 17.8%
- يونيو 2015: فيرست سولار تحقق كفاءة 18.2%.
- أكتوبر2015: SolarCity تعلن عن كفاءة 22.04%، و Panasonic تعلن عن كفاءة 22.5%.
- نوفمبر 2015: SunPower تحقق كفاءة 22.8%، موثقة من قبل المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL).
- يناير2016: NREL ومركز سويسرا للإلكترونيات والتكنولوجيا الدقيقة (CSEM) يحققان كفاءة 29.8%.
- يوليو 2017: مجموعة من العلماء الأمريكيين تطور نموذجًا أوليًا لخلية شمسية قادرة على كفاءة تصل إلى 44.5%.
- إبريل 2020: باحثو NREL يطورون خلية شمسية III-V بستة اتصالات تحقق كفاءة 47.1%.
عامل التكلفة:
لم يشهد فقط ارتفاعًا في كفاءة الألواح الشمسية، ولكن تكلفتها أيضًا شهدت انخفاضًا دراماتيكيًا. قبل عقد من الزمن، في عام 2009، كانت تكلفة تركيب الألواح الشمسية 8.50 دولار لكل واط. اليوم، مع تحسين الكفاءة وعمليات التصنيع، انخفضت الأسعار بشكل كبير إلى 2.77 دولار/واط فقط، مما يجعل الطاقة الشمسية أكثر إمكانية واقتصاديًا.
الاستنتاج:
تطور تكنولوجيا الألواح الشمسية يُعتبر شاهدًا على الابتكار البشري والأهمية المتزايدة للطاقة المستدامة. من بدايات متواضعة، أصبحت الألواح الشمسية أكثر كفاءة وأقل تكلفة، ممهدة الطريق لمستقبل أكثر إشراقًا وأكثر صفاءًا. مع استمرار التقدم التكنولوجي، تظهر وعود حلاول شمسية أكثر كفاءة وتكلفة جذابة على الأفق.
لم يشهد فقط ارتفاعًا في كفاءة الألواح الشمسية، ولكن تكلفتها أيضًا شهدت انخفاضًا دراماتيكيًا. قبل عقد من الزمن، في عام 2009، كانت تكلفة تركيب الألواح الشمسية 8.50 دولار لكل واط. اليوم، مع تحسين الكفاءة وعمليات التصنيع، انخفضت الأسعار بشكل كبير إلى 2.77 دولار/واط فقط، مما يجعل الطاقة الشمسية أكثر إمكانية واقتصاديًا.
الاستنتاج:
تطور تكنولوجيا الألواح الشمسية يُعتبر شاهدًا على الابتكار البشري والأهمية المتزايدة للطاقة المستدامة. من بدايات متواضعة، أصبحت الألواح الشمسية أكثر كفاءة وأقل تكلفة، ممهدة الطريق لمستقبل أكثر إشراقًا وأكثر صفاءًا. مع استمرار التقدم التكنولوجي، تظهر وعود حلاول شمسية أكثر كفاءة وتكلفة جذابة على الأفق.
