[ad_1]

اکثر صفحات خورشیدی که سقف ها ، مزارع و بیابان های جهان را پوشش می دهد امروز از همان ماده تشکیل دهنده: سیلیکون بلوری برخوردارند. این ماده از پلی سیلیکون خام ساخته شده و به ویفر تبدیل شده و به سلولهای خورشیدی پیوند می یابد ، دستگاههایی که نور خورشید را به برق تبدیل می کنند. اخیراً ، وابستگی صنعت به این فناوری واحد به نوعی مسئولیت پذیر شده است. تنگناهای تأمین تأسیسات جدید خورشیدی در سراسر جهان را کند می کند. تأمین کنندگان عمده پلی سیلیکون در منطقه سین کیانگ چین – متهم به استفاده از کار اجباری توسط اویغورها – با تحریم های تجاری ایالات متحده روبرو هستند.

خوشبختانه سیلیکون کریستالی تنها ماده ای نیست که می تواند به استفاده از انرژی خورشیدی کمک کند. در ایالات متحده ، دانشمندان و تولیدکنندگان در تلاشند تا تولید فن آوری خورشیدی برای تلوراید کادمیوم را گسترش دهند. تلوراید کادمیوم نوعی سلول خورشیدی “فیلم نازک” است و همانطور که از نامش پیداست ، بسیار نازک تر از سلول سیلیکونی سنتی است. امروزه پانل های تلوراید کادمیوم حدود 40٪ از بازار ابزارآلات ایالات متحده و حدود 5٪ از بازار جهانی خورشید را تأمین می کنند. و آنها از بادهای مخالف صنعت رو به گسترش خورشیدی بهره مند خواهند شد.

کلسی گاس ، تحلیلگر تحقیقات خورشیدی در گروه مشاوره انرژی وود مکنزی ، گفت: “هوا بسیار متغیر است ، به ویژه برای کل زنجیره تأمین سیلیکون کریستالی.” “پتانسیل زیادی برای تولیدکنندگان تلوراید کادمیوم وجود دارد که سال آینده سهم بیشتری از بازار را داشته باشند.” به خصوص ، وی خاطرنشان کرد ، زیرا بخش تلورید کادمیوم در حال رشد است.

در ماه ژوئن ، تولید کننده خورشیدی First Solar گفت که 680 میلیون دلار در کارخانه سوم تلوراید کادمیوم خورشیدی در شمال غربی اوهایو سرمایه گذاری خواهد کرد. پس از اتمام تاسیسات ، در سال 2025 این شرکت قادر به ساخت 6 گیگاوات صفحه خورشیدی در منطقه خواهد بود. این برای تأمین انرژی حدود 1 میلیون خانه آمریکایی کافی است. یکی دیگر از شرکت های خورشیدی مستقر در اوهایو ، تولدو سولار ، اخیراً وارد بازار شده و صفحات تلوراید کادمیوم را برای سقف های مسکونی تولید می کند. و در ماه ژوئن ، وزارت انرژی ایالات متحده و آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر آن یا NREL ، برنامه ای 20 میلیون دلاری را برای تسریع در تحقیقات و گسترش زنجیره تأمین تلورید کادمیوم آغاز کردند. یكی از اهداف این برنامه كمك به جدا كردن بازار خورشیدی آمریكا از محدودیت های عرضه جهانی است.

محققان NREL و First Solar ، که قبلاً با نام Solar Cell Inc شناخته می شد ، از اوایل دهه 1990 با هم همکاری می کردند تا فناوری تلوراید کادمیوم را توسعه دهند. کادمیوم و تلوراید به ترتیب از محصولات جانبی ذوب سنگ روی و تصفیه مس هستند. در حالی که ویفرهای سیلیکون به هم چسبیده و سلول ایجاد می کنند ، کادمیوم و تلوراید به عنوان یک لایه نازک – قطر تقریباً یک دهم موی انسان – بهمراه سایر مواد رسانای الکتریکی ، روی شیشه قرار می گیرند. First Solar که اکنون بزرگترین تولید کننده فیلم نازک در جهان است ، صفحات خورشیدی را در 45 کشور جهان ارائه می دهد.

لورل منسفیلد ، دانشمند NREL گفت ، این فناوری مزایای خاصی نسبت به سیلیکون بلوری دارد. به عنوان مثال ، فرآیند فیلم نازک نسبت به رویکرد مبتنی بر ویفر به مواد کمتری نیاز دارد. فناوری فیلم نازک همچنین برای استفاده در پانل های انعطاف پذیر ، مانند صفحه هایی که کوله پشتی یا هواپیماهای بدون سرنشین را می پوشانند یا در نمای ساختمان ها و پنجره ها ادغام شده اند ، مناسب است. نکته مهم ، پانل های فیلم نازک در دمای گرم عملکرد بهتری دارند ، در حالی که پانل های سیلیکون می توانند بیش از حد گرم شوند و در تولید برق کارآیی کمتری داشته باشند.

اما سیلیکون کریستالی در زمینه های دیگر دارای مزیت است ، مانند متوسط ​​بازدهی آنها – که به معنای درصدی از نور خورشید است که پانل ها جذب می کنند و به برق تبدیل می شوند. از نظر تاریخی ، پانل های سیلیکون کارآمدتر از فناوری تلورید کادمیوم بوده اند ، اگرچه این شکاف در حال کاهش است. امروزه صفحات سیلیکونی تولید شده در صنعت می توانند بازدهی 18 تا 22 درصدی را بدست آورند ، در حالی که First Solar گزارش می دهد که برای آخرین پنل های تجاری خود به طور متوسط ​​بازده 18 درصد است.

با این حال دلیل اصلی تسلط سیلیکون در بازار جهانی نسبتاً ساده است. گاس گفت: “همه چیز به قیمت پایین می آید.” “بازار خورشید به شدت تحت تأثیر ارزان ترین فناوری قرار دارد.”

سیلیکون کریستالی برای تولید هر وات انرژی خورشیدی حدود 0.24 تا 0.25 دلار هزینه دارد ، که کمتر از سایر مدعیان است. First Solar گفت که دیگر قیمت وات برای تولید پانل های تلوراید کادمیوم خود را گزارش نمی کند ، فقط این که از سال 2015 – زمانی که شرکت هزینه های 0.46 دلار برای هر وات را گزارش کرد – هزینه ها “به طور قابل توجهی کاهش یافته” و هر سال همچنان کاهش می یابد. دلایل مختلفی برای ارزان بودن نسبی سیلیکون وجود دارد. ماده اولیه پلی سیلیکون که در رایانه ها و تلفن های هوشمند نیز استفاده می شود ، در دسترس تر و ارزان تر از تامین کادمیوم و تلوراید است. با افزایش کارخانه های تولید سیلیکون پانل و اجزای مربوط به آن ، هزینه کل ساخت و نصب این فناوری کاهش می یابد. دولت چین همچنین به شدت از بخش خورشیدی سیلیکون این کشور حمایت و یارانه کرده است – تا حدی که حدود 80 درصد زنجیره تولید خورشید در جهان از چین عبور می کند.

افت هزینه های پانل دلیل رونق جهانی خورشید است. طبق آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر ، طی دهه گذشته ، کل ظرفیت خورشیدی نصب شده در جهان تقریباً ده برابر افزایش یافته است و از حدود 74000 مگاوات در سال 2011 به تقریبا 714،000 مگاوات در سال 2020 رسیده است. ایالات متحده حدود یک هفتم جمعیت جهان را تشکیل می دهد و انرژی خورشیدی اکنون یکی از بزرگترین منابع ظرفیت جدید برق نصب شده در ایالات متحده در هر سال است.

به همین ترتیب انتظار می رود با گسترش تولید ، قیمت وات تلورید کادمیوم و سایر فناوری های فیلم نازک کاهش یابد. (اول سولار می گوید که وقتی تاسیسات جدید در اوهایو افتتاح شود ، این شرکت کمترین هزینه وات را در کل بازار خورشید تحویل می دهد.) اما قیمت تنها معیار مهم نیست ، زیرا زنجیره تامین فعلی و مسائل مربوط به نیروی کار به وضوح درگیر آن است.

مارک ویدمار ، مدیر عامل شرکت First Solar ، اظهار داشت: توسعه برنامه ریزی شده 680 میلیون دلاری این شرکت بخشی از تلاش بیشتر برای ساخت یک زنجیره تأمین خودکفا و “جدا کردن” صنعت خورشیدی ایالات متحده از چین است. اگرچه پانل های تلوراید کادمیوم از هیچ پلی سیلیکونی استفاده نمی کنند ، شرکت اول سولار چالش های دیگری مانند صنعت عقب مانده ناشی از همه گیری در صنایع دریایی را در پیش رو دارد. در آوریل ، اول سولار به سرمایه گذاران گفت كه ازدحام در بنادر آمریكا مانع تهیه تابلوها از تاسیسات خود در آسیا می شود. ویدمار گفت ، افزایش تولید ایالات متحده به این شرکت امکان می دهد تا از جاده ها و راه آهن برای تأمین پنل های خود به جای کشتی های باری استفاده کند. و برنامه بازیافت موجود این شرکت برای صفحات خورشیدی ، امکان استفاده مجدد از مواد را فراهم می کند و باعث کاهش بیشتر وابستگی آن به زنجیره های تأمین خارجی و مواد اولیه می شود.

همانطور که First Solar صفحات را حذف می کند ، دانشمندان هر دو شرکت و NREL به آزمایش و بهبود فن آوری تلورید کادمیوم ادامه می دهند. در سال 2019 ، شرکا رویکرد جدیدی را شامل کردند که شامل “لمس” مواد فیلم نازک با مس و کلر برای دستیابی به بازده بالاتر است. در اوایل این ماه ، NREL نتایج یک آزمایش میدانی 25 ساله را در مرکز باز خود در گلدن ، کلرادو اعلام کرد. مجموعه 12 پانل پانل های تلوراید کادمیوم با 88٪ بازده اولیه خود کار می کند ، نتیجه قابل توجهی برای پانلی که بیش از دو دهه در بیرون نشسته است. براساس بیانیه NREL تجزیه “مطابق با آنچه سیستم های سیلیکونی انجام می دهند” است.

منسفیلد ، دانشمند NREL ، گفت که هدف این نیست که سیلیکون کریستالی را با تلورید کادمیوم جایگزین کنیم یا یک فناوری را بهتر از فناوری دیگر ایجاد کنیم. وی گفت: “من فکر می کنم جای همه آنها در بازار وجود دارد و هر کدام کاربردهای خود را دارند.” “ما می خواهیم تمام انرژی خود را به انرژی های تجدیدپذیر برسانیم ، بنابراین ما واقعاً به همه انواع مختلف فناوری برای پاسخگویی به این چالش نیاز داریم.”




[ad_2]

منبع: nama-news.ir