يشهد قطاع الطاقة الشمسية ما يمكن اعتباره أكبر تحول له منذ أكثر من نصف قرن، خاصة مع ازدياد أهميته والتركيز على توسيع دائرة الاستفادة من مقوماته. وتشهد الفترة الحالية بداية استخدام مجموعة من المواد تسمى ”بيروفسكايت“ لإنشاء الجيل التالي من الخلايا الشمسية، والتي يمكن أن تكون ذات كفاءة أعلى بالضعف من المواد الحالية، ومرنة بما يكفي للالتفاف حول المباني بأكملها.
فوفق موقع قناة ”سي إن إن“، تم الاعتماد على أول خلية شمسية لتشغيل الكهرباء في خمسينيات القرن الماضي في نيوجيرسي الأمريكية. وفي ذلك الوقت، كانت كلفة الألواح المصنوعة من السيليكون باهظة الثمن، ولم تكن تحول سوى 6% من ضوء الشمس إلى كهرباء. منذ ذلك الحين، انخفضت التكاليف بشكل كبير، واليوم يمكن لخلايا ”السيليكون“ أن تحول ما يصل من 22% من ضوء الشمس إلى طاقة، لكنها بذلك تكون قد وصلت إلى الحد الأقصى من الكفاءة.
الآن، توفر مادة ”البيروفسكايت“ احتمالية حدوث زيادات كبيرة في إنتاج الطاقة، ويمكن أن تحل بشكل كامل محل ”السيليكون“. ونجح الباحثون في (Oxford PV)، وهي شركة انبثقت عن جامعة أكسفورد، عام 2018، ومن خلال طلاء السيليكون بالبيروفسكايت، في تحقيق كفاءة بنسبة 28% لتحويل الطاقة، ويعتقد الباحثون أنهم يمكن أن يصلوا في النهاية إلى 40% أو أكثر.
وتتمثل كفاءة ”البيروفسكايت“ في تمكين المنشآت من ضخ المزيد من الطاقة باستخدام عدد ألواح أقل، وتقليل التكاليف، ومساحة الأرض والعمالة والمعدات اللازمة لتشغيلها. يقول هنري سنيث، أستاذ الفيزياء في جامعة أكسفورد: ”إذا أردنا أن نجعل كل توليد الطاقة الجديد هو الخلايا الكهروضوئية الشمسية، فنحن بحاجة إلى الاستمرار في خفض الأسعار، وإحدى طرق القيام بذلك هي الاستمرار في زيادة الكفاءة أو إنتاج الطاقة للوحدة، وهذا هو المكان الذي تلعب فيه البيروفسكايت دورا حقيقيا“.
إمكانات الطاقة الشمسية
تم اكتشاف ”البيروفسكايت“ في عام 1839، ويستخدم الباحثون في جامعة ”أكسفورد“ نسخة تركيبية، مصنوعة من مواد رخيصة الثمن ومتوفرة بكثرة في الأرض، بينما تستخدم شركات أخرى أنواعا مختلفة من المعدن الأصلي، تسمى مجتمعة البيروفسكايت. بالإضافة إلى قدرة البيروفسكايت في تحسين كفاءة الطاقة الشمسية، فإنها تعمل بشكل أفضل من السيليكون في الظل، فيمكنها تحويل الطاقة في الأيام الملبدة بالغيوم أو حتى في الداخل.
ويمكن طباعة ”البيروفسكايت“ باستخدام طابعة نافثة للحبر ويمكن أن تكون رقيقة مثل ورق الحائط. يقول فارون سيفارام، خبير الطاقة ومؤلف كتاب ”ترويض الشمس: ابتكارات لتسخير الطاقة الشمسية والطاقة“: ”في العقود القادمة، ستتمكن الطلاءات الشمسية المصنوعة من مادة البيروفسكايت من رفع الكفاءة إلى أبعد من ذلك، وتقليل الوزن وتكلفة الشحن لمعدات الطاقة الشمسية“. ويضيف سيفارام أنه ”مع تطور التكنولوجيا، يمكن رش البيروفسكايت أو دحرجته على أسطح مرنة، ويمكن حتى تغليف الطلاءات الشمسية شبه الشفافة حول المباني بأكملها“.
ويهدف الباحثون في ”أكسفورد“ إلى إنتاج الخلايا المصنوعة من ”البيروفسكايت“ على ”السيليكون“ في أوائل العام المقبل، حيث تم إنشاء مصنع جديد مبني لهذا الغرض في براندنبورغ بألمانيا. ويمكن أن توفر هذه الألواح المصنوعة من البيروفسكايت لأصحاب المنازل ما يصل إلى 1000 دولار عند شراء وتركيب الخلايا الشمسية.
وتقول أولغا مالينكيفيتش، المؤسسة المشاركة في شركة ”سول تكنولوجي“: ”من المقرر أن تغير مادة البيروفسكايت قواعد اللعبة في قطاع الطاقة، لأنها تعمل في كل ظروف الإضاءة“، مضيفة ”يمكنك جعلها مرنة، إنها مادة رائعة، سيحبها المعماريون“.
إرم نيوز