هل الألواح الشمسية تنفق أو توفر المليارات؟ ما هو خطر الطاقة الخضراء دون سيطرة

يمكن للألواح الشمسية أن تنجو من الصقيع والأعاصير وحتى العواصف ، ولكن إذا قمت بصنعها ،

بشكل سيئ ، يمكن أن يؤدي هذا إلى خسائر بمليارات الدولارات.

كيف تتطور الطاقة الشمسية؟

منذ عام 1980 ، انخفض سعر الألواح 100 مرة.بحلول عام 2023 ، من المتوقع أن تتجاوز قدرة المنشآت في جميع أنحاء العالم1 تيراواط ، وبحلول عام 2050 - 30-100 تيراواط.اليوم ، قد لا يعيشون لرؤية هذه السنوات ، حيث لا تزال جودتهم موضع تساؤل.

لتحل محل الوقود الأحفوري ، يجب أن تعمل الطاقة الشمسية بشكل موثوق - سواء في المناطق الاستوائية أو في القطبين الشماليين.حتى أثناء العواصف والبرد والحرارة والثلوج.تتمتع معظم الوحدات بضمان لمدة 25 إلى 35 عاما.وفي الولايات المتحدة ، أقل من 1٪ من اللوحات تفشل خلال السنوات الخمس الأولىعمل.

إذا استمرت الألواح الشمسية لفترة طويلة ، فما هي المشكلة؟

اليوم ، بدأت أنظمة الطاقة الشمسيةضع في أماكن غير نمطية مختلفة ، على سبيل المثال ، في الجبال أو على الماء. كما تدخل تصميمات الخلايا الجديدة والمواد وتقنيات التعبئة والتغليف في السوق أيضًا. لذلك ، يجب أن تصبح اختبارات القوة أكثر تنوعًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض المكونات التي اجتازت اختبارات الجودة منذ 10 سنوات أصبحت معيبة اليوم.

المنتجون الذين يتطلعون إلى التحسينكفاءة الطاقة وخفض التكلفة ، اجعل الوحدات أكبر وأرق: فهي تربط العديد من الخلايا معًا لزيادة الطاقة وتسريع الإنتاج. من الممكن حدوث اضطرابات في الإمداد ، على سبيل المثال ، بسبب الوباء ، لذلك تستخدم بعض الشركات المصنعة مكونات رخيصة أو منخفضة الجودة أو حتى مزيفة

يكلف تشغيل وصيانة المعدات منخفضة الجودة المرافق عشرات الملايين من الدولارات سنويا ، وكلها تهدر في الكهرباء.على مر العقود ، ينمو الرقم إلى المليارات.

كيف تؤثر البيئة على الألواح الشمسية؟

تتعرض الألواح الشمسية بشكل متزايدالتعرض لظروف الطقس القاسية التي تحدث بسبب تغير المناخ. خلال عاصفة في ولاية تكساس في عام 2019 ، تم تدمير وحدات يبلغ قطرها 7 سم تقريبًا والتي تعمل على تشغيل حوالي 20000 منزل. تجاوزت خسائر المؤمن عليه 75 مليون دولار.

إذا تم تجاهل مثل هذه المواقف ، ثمسوف يتباطأ انتشار الطاقة الشمسية. سيواجه القطاع أحداثًا مؤمنة كبيرة ، وخسارة في الإيرادات ، ومخاطر مالية وقضايا أمنية. وفقًا لذلك ، ستبدأ الشركات في الشك في تركيب الألواح.

إذا كان من السهل تدمير الألواح الشمسية وكان هناك الكثير من الزواج في السوق ، فربما تتخلى عن هذه الطريقة في توليد الطاقة؟

العلماء واثقون من أن تكنولوجيا توليد الطاقة الشمسية نفسها واعدة بشكل لا يصدق ويمكنعلى سبيل المثال ، عندما انقطع التيار الكهربائي عن 10 ملايين شخص خلال رياح شديدة التجمد في تكساس بالولايات المتحدة الأمريكية ، توفي حوالي 111 شخصا ولحقت أضرار بقيمة 130 مليار دولار.لم تنجح الطاقة الحرارية ، وكانت توربينات الرياح منخفضة الكفاءة ، لكن إنتاج الطاقة الشمسية لم يتأثر إلى حد كبير.يمثل 2 ٪ من جميع الطاقة في الولاية.

خمس خطوات صاغها الخبراء للتغلب على المشاكل الرئيسية للطاقة الشمسية

صاغ علماء ومهندسو الطاقة الشمسية والمستثمرون والمستهلكون خمس خطوات من شأنها أن تساعدجعل قطاع الطاقة الشمسية أكثر استدامة.

• تطوير العلم

يجب تحسين الاختبارات المعملية ونماذج الكمبيوتر لتقييم أداء لوحات الجيل التالي.يحتاج الباحثون إلى فهم أفضل لعملية تدهور الجهاز.الظروف المناخية الفعلية التي ستعمل فيها.تؤدي إلى نتائج خاطئة.

• رفع معايير الجودة

معايير الجودة تستخدم على نطاق واسع لاختبار المكونات الفردية ، مثل الألواح والصمامات الثنائية. لكنها لا تنطبق على النظام الشمسي بأكمله. إذا لم يتم تجميع الجهاز بشكل صحيح أو كانت هناك اختلافات بين المكونات ، فقد يؤدي كل هذا إلى انخفاض في الأداء. يجب أن يتجاوز التحكم الفحص في المصنع فقط ، باستخدام أخذ العينات العشوائية والتحقق من الامتثال في كل مرحلة من مراحل سلسلة التوريد - هذه هي الطريقة التي تعمل بها صناعة الأغذية. يجب أيضًا تحديث المعايير باستمرار لتعكس أحدث التقنيات.

• تعقب الأخطاء

بعض مشغلي الألواح الشمسية الكبيرة بالفعلاستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء أو المرئية على الطائرات بدون طيار والطائرات لتعقب الأعطال. ولكن هناك حاجة إلى طرق تحليلية أكثر تقدمًا لقراءة بيانات أداء اللوحة وتفسيرها بسرعة. في حالة حدوث عطل ، سيساعد ذلك على الاستجابة بسرعة وتقليل خسائر وأضرار الإنتاج. لهذه الأغراض ، يمكنك استخدام شبكة عصبية: ستساعد في العثور حتى على أدنى العيوب.

• جعل عملية الإنتاج شفافة

نادرًا ما يبلغ المصنعون كيف كان الأمراللوحة مصنوعة ، أو قائمة ما هي مصنوعة منها. نظرًا لانقطاعات الإمداد التي حدثت أثناء الوباء ، فليس من المعروف دائمًا ما هي مكونات الجودة التي تم استخدامها لإنشاء الجهاز. يجب على المطورين والمشترين والمختبرين طلب معلومات دقيقة حول محتوى الوحدة.

على سبيل المثال ، عندما عمل المشغلون في نيوجيرسي في منشأة كبيرة وفحصوا 12٪ من الوحدات غير الفعالة ، اتضح أن المشكلة حدثت بسبب مخالفات أثناء عملية الإنتاج.

• انتشار المعلومات

من الضروري نشر وتنفيذ متقدمةخبرة في إنتاج الألواح الشمسية حول العالم. على سبيل المثال ، في المناطق المعرضة للأعاصير. هذه خطوات بسيطة يمكن أن تنقذ الأرواح: استخدم هياكل دعم قوية يمكنها تحمل رياح العاصفة ، أو تثبيت إطارات مثبتة بمسامير أو مشابك متعددة التثبيت ، أو استخدام براغي مقاومة للاهتزاز ، ووضع أقواس التثبيت في العوارض الخشبية ، وليس فقط في السقف ، و لا تقم بتثبيت اللوحة بالقرب من الحافة.

كل هذه الأساليب تعمل على تحسين جودة العملتعتبر الألواح الشمسية فعالة من حيث التكلفة مقارنة بالخسائر الناجمة عن تغير المناخ. كلف انقطاع التيار الكهربائي بسبب الأعاصير في الولايات المتحدة 150 مليار دولار في عام 2018 وحده ، وبلغت تكلفة الفيضانات في ألمانيا في عام 2022 11.3 مليار دولار.يضمن الاستثمار في جودة الألواح الشمسية عقودًا من الكهرباء النظيفة بأسعار معقولة.

قراءة المزيد:

أظهرت أكبر شجرة عائلة للبشرية تاريخ جنسنا البشري

يفهم العلماء سبب ارتفاع الصفائح التكتونية وتنمو مع ذوبان الأنهار الجليدية

أعاد الفيزيائيون إنشاء قدرات T-1000 من "Terminator-2" في المختبر