• صاحب المنشور: عبدالناصر البصري
  
  ملخص النقاش:
  تعتبر تكنولوجيا تحويل الطاقة الشمسية من أكثر المجالات الواعدة والمتنامية في مجال الأبحاث العلمية اليوم. رغم العديد من الفوائد البيئية لهذه التقنية، إلا أنها تواجه عدة تحديات من بينها كفاءة التحويل، وتكلفة التصنيع والصيانة، بالإضافة إلى مشكلة قابلية التوسع لتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة. ولكن مع تطور الذكاء الاصطناعي والروبوتات الذكية وأنظمة تخزين الطاقة المتقدمة، يفتح ذلك آفاقًا جديدة لإحداث ثورة حقيقية في هذا القطاع.

كفاءة التحويل:

تكمن إحدى أكبر العوائق أمام اعتماد واسع النطاق للطاقة الشمسية في الكفاءة المنخفضة للتحول حيث يتم فقدان جزء كبير من طاقة الضوء الشمسي أثناء العملية. تتراوح هذه الكفاءة حالياً بين 15% و22% حسب النوع المستخدم، مما يعني أنه حتى تحت ظروف الإضاءة المثالية فإنه يمكن استخدام أقل بقليل من ربعضوء الشمس الذي يتلقاه النظام لتحقيق إنتاج كهربائي فعلي. وبينما يعمل الباحثون جاهدين لتحسين المواد المستخدمة والمبادئ الأساسية لعملية التحويل الكهروضوئي، فإن تطوير خلايا شمسية أكثر كفاءة يعد هدفاً رئيسياً .

تكلفة التصنيع والصيانة:

إن سعر تصنيع واستخدام الألواح الشمسية مرتفع نسبياً مقارنة بأنواع الوقود الأحفورية الأخرى. وهذا يعيق انتشار الطاقة الشمسية على نطاق واسع لأن الاستثمار الكبير الأولي مطلوب قبل البدء بشراء المنتج النهائي. علاوة على ذلك، تحتاج بعض تقنيات تحويل الضوء للشمس مثل الخلايا ذات الاتصال الرقيق أو تلك الموجودة على سطح السيارة إلى عمليات متخصصة صعبة مادياً وصعبة بصرياً لكشف أي ضرر محتمل وإصلاحه.

توسيع نطاق الانتشار:

على الرغم من نمو القدرة المركبة لطاقة الرياح والشمس خلال السنوات القليلة الماضية بوتيرة متسارعة بلغت حوالي 53 مليار دولار عالميًا عام ٢٠٢١ وفق تقديرات منظمة السوق الدولية للكهرباء (IEA)، فإن تحقيق هدف الوصول إلى الحياد الصفري بحلول العام ٢٠٥٠ كما حددته اتفاق باريس سيستوجب مضاعفة معدلات تركيب الأجهزة الحالية ثلاث مرات على الأقل - وهو أمر ليس بالسهولة التي قد تبدو عليها نظراً لمحدودية المساحة الأرضية المناسبة وغير المعرضة للتلوث الجوي والتي تستوعب كميات كبيرة من الواجهات الكهروضوئية اللازمة لاستخراج كل تلك الكميات الهائلة من الكهرباء المستهدفة بالتحديد الحد الأعلى لطلب الطاقات الحديثة حول العالم والذي تشير توقعات الوكالة الدولية للطاقة المتجددة "IRENA" بأنه لن يشكل عبث ستكون هناك حاجة لحوالي ١٬٣٣٨ جيجا وات ذروتها عند نهاية القرن الحالي!

الحلول الممكنة للمشكلتين الأولى والثانية :

تنطوي حلول هذه المشاكل الرئيسية الثلاث ضمن مجموعة متنوعة ومتكاملة ومبتكرة للغاية ، ومن أهم طرق معالجتها البحث المكث