فدراسیون سرآمدان علمی ایران | اخبار | چگونه فناوری‌های خورشیدیِ جدید را ارزیابی کنیم؟
متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۰۲/۱۹

تعداد بازدید : ۳۱۶

تعداد رای : ۱

چگونه فناوری‌های خورشیدیِ جدید را ارزیابی کنیم؟

مطالعات انجام شده در دانشگاه MIT نشان می‌دهد که چه زمانی استفاده از فناوری فوتوولتائیک‌های پیشرفته مقرون به صرفه خواهد شد.

کدام معامله‌ی بهتری خواهد بود: یک پنل خورشیدیِ قدیمی اما جا افتاده، یا یک پنل با فناوریِ روز که در مساحت یکسان انرژی بیشتری تولید می‌کند اما گران‌تر است؟

 

مشخص شده است که پاسخ به این سوال اصلا ساده نیست، اما یک تیم پژوهشی در MIT به راهی دست پیدا کرده است تا برای مکان‌های مختلف بهترین گزینه و مناسب‌ترین روشِ نصب را پیدا کند. نتیجه آنکه، برای سیستم‌های خانگی در مناطق خشک که در سقف خانه کارگذاشته می‌شوند پنل‌های گران‌قیمت اما کاراتر انتخاب بهتری است و برای استفاده در مقیاس بزرگ در محیط‌های مرطوب پنل‌های جاافتاده‌تر اما کم کارامدتر و ارزان‌تر گزینه‌ی منطقی‌تری به‌حساب می‌آید.

 

هزینه‌ی تولید سلول‌های خورشیدی روز به روز کمتر می‌شود در حالی که هزینه‌ی نصب و امکانات مرتبط با آن به طور نسبی ثابت باقی مانده است. بنابراین یافتنِ روشی که شامل روش‌های نصب جدید باشد پیچیده‌تر شده است. اما این مطالعه،‌ راهی جدید برای تخمین بهترین فناوریِ ممکن برای هر پروژه‌ای را ارائه می‌دهد.

 

این مطالعه دو گونه سلول خورشیدی را با هم مقایسه کرده است: مدل استاندارد که از مواد فوتوولتائیک تک گونه استفاده می‌کند و مدلِ پیشرفته‌ای که دو گونه‌‌ی متفاوت را ترکیب میکند (که به ساختارهای متوالی یا تندم معروف است) تا انرژی بیشتری از نور خورشید را دریافت کند. برای سلول‌های خورشیدی با ساختارهای متوالی پژوهشگران گونه‌های مختلف را با یکدیگر مقایسه کرده‌اند: ساختارهایی که در آنها سلول‌ها دو به دو به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند، ملقب به سلول‌های تندمِ دو-اتصالی و ساختارهایی که هر کدام از سلول‌های جداگانه سوار شده‌اند که به سلول‌های تندم چهار-اتصالی معروفند.

 

این تیم پژوهشی به‌جای بررسیِ مقدار برقی که هر کدام از سلول‌ها می‌توانند تولید کنند به آنالیزِ تمام هزینه‌های نصب و هزینه‌های عملیاتی پرداختند تا بتوانند فاکتوری که هزینه همترازشده برق (LCOE) نام دارد اندازه‌گیری کنند.

 

سلول‌های خورشیدی استاندارد تک-اتصالی بیشینه‌ی بهره‌وریِ حدود 30 درصد دارند در حالیکه سلول‌های تندم که از دو ماده استفاده می‌کنند حدود 40 درصد کارایی می‌توانند داشته باشند. در حالیکه بهره‌وری در سلول‌های تندم افزایش میابد اما به دلیل اینکه در واقع دو سلول ساخته شده هزینه‌ی تولید بسیار بیشتر خواهد بود بنابراین باید بررسی کرد که تولید این سلول‌های خورشیدی مقرون به صرفه است یا خیر.

 

از آنجا که تعداد روزهای آفتابی در نتیجه تاثیرگذار است بنابراین پژوهشگران سه نوع آب و هوا را بررسی کردند: خشک، معتدل و مرطوب. در هرکدام از این مکان‌ها پژوهشگران سلول‌های خورشیدیِ استاندارد را با دو نوع سلول تندم دو و چهار-اتصالی مقایسه کردند.

 

نتایج بسیار شگفت‌آور بود. برای مکان‌های مسکونی فارغ از مکان آزمایش صورت گرفته سیستم‌های چهار-اتصالی بهترین گزینه بود. اما برای نصب‌ در مقیاس‌های بزرگ سلول‌هایی با کمترین هزینه‌ی تولید بهترین گزینه هستند. این مسئله به این دلیل رخ می‌دهد که سیستم‌های بزرگ مقیاس می‌توانند هزینه‌ی نصب و کنترل سیستم را بین پنل‌های گوناگون پخش کنند و همچنین محدودیت فضا برای نصب در آن مکان‌ها وجود ندارد. این مطالعه اولویت‌ها در فناوری خورشیدی را تعیین مشخص کند. روشی که پژوهشگران در این مطالعه بکار بردند می‌تواند برای بسیاری از فناوری‌های خورشید بکار رود و محدود به موضوعات بررسی شده در این مطالعه نیست.

 

نتایج این پژوهش در مجله Nature Energy  به چاپ رسیده است. برای مشاهده این مقاله لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)