با افزایش تقاضا برای انرژی های تجدید پذیر و توجه جهانی به تغییرات اقلیمی، تکنولوژی های خورشیدی به عنوان یکی از مهم ترین راهکار ها برای تأمین انرژی پایدار مطرح می باشند. نوآوریهای جدید باعث شده اند تا بهره وری این سیستم ها به طرز چشمگیری افزایش یابد . در ادامه به برخی پیشرفتها در حوزه انرژی خورشیدی، اشاره می شود .
۱- افزایش بازدهی سلولهای خورشیدی
سلولهای خورشیدی پروسکایت : این نوع سلولها به دلیل بازدهی بالا، هزینه ساخت پایین و خواص منحصربهفرد، توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. بازدهی این سلولها اخیراً از 25 درصد فراتر رفته است و محققان به دنبال افزایش پایداری و تجاریسازی گستردهتر آنها هستند.
سلولهای خورشیدی شفاف:
محققان موفق به توسعه سلولهای خورشیدی شفاف با بازدهی 12.3 درصد شدهاند که میتوان از آنها در پنجره ساختمانها استفاده کرد.
سلولهای خورشیدی دوطرفه (Bifacial) :
این پنلها قادر به جذب نور خورشید از هر دو طرف هستند و میتوانند تا 20 درصد برق بیشتری نسبت به پنلهای سنتی تولید کنند، بهویژه در محیطهای با سطح بازتابنده.
مواد نانوساختار: استفاده از مواد نانو در ساخت سلولهای خورشیدی به بهبود عملکرد و افزایش راندمان آنها کمک میکند.
سلولهای خورشیدی پشت سر هم : (Tandem Solar Cells)
این سلولها با ترکیب مواد مختلف، به بازدهیهای بالاتری دست یافتهاند و در نوامبر 2023 به رکورد 26.81 درصد رسیدند.
فناوری PERC:
این فناوری با افزودن یک لایه بازتابنده در پشت سلولهای سیلیکونی، باعث افزایش جذب نور و در نتیجه تولید بیشتر انرژی میشود و تا 5 درصد بازدهی را افزایش میدهد.
۲- فناوریهای نوین در پنلهای خورشیدی
پنلهای خورشیدی شناو
نصب پنلها بر روی آب به بهینهسازی استفاده از فضا و کاهش دمای پنلها کمک کرده و بازدهی را افزایش میدهد.
پنلهای خورشیدی انعطافپذیر
این پنلها به دلیل وزن سبک و قابلیت نصب بر روی سطوح مختلف، کاربردهای متنوعی دارند.
پنلهای خورشیدی متمرکز (CSP)
در این فناوری، نور خورشید با استفاده از آینهها یا لنزها بر روی نقطه کوچکی متمرکز شده و گرمای تولید شده برای تولید برق استفاده میشود.
پنلهای خورشیدی سه بعدی
این ساختارها با طراحی پیچیده، نور بیشتری را به دام انداخته و زاویه تابش نور خورشید را بهتر جذب میکنند.
۳ – سیستمهای ذخیره انرژی خورشیدی
باتریهای پیشرفته
توسعه باتریهای لیتیوم یونی و جریانی با طراحی خاص برای ذخیره انرژی خورشیدی، نقش مهمی در استفاده مداوم از این انرژی دارد.
ذخیره سازی گرمایی
انرژی خورشیدی توسط پنجرههای ساختمان و سطح بیرونی ساختمان گرفته شده و از طریق زمینها، دیوارها، و بعضی مواقع سقف میشود در موادی مانند آب، خاک، سنگ و نمکهای مذاب به صورت گرمایی ذخیره شده و زمانی که فضاهای داخلی از رسانهٔ خنک تر باشد، حرارت به فضای مورد نظر داخلی هدایت می گردد .
۴ – هوشمندسازی و مدیریت انرژی خورشیدی
هوش مصنوعی و اینترنت اشیا (AI & IoT)
این فناوریها در جمعآوری و تحلیل دادههای پنلهای خورشیدی، شناسایی مشکلات احتمالی و بهبود کارایی و مدیریت هوشمند انرژی نقش مهمی ایفا میکنند.
ردیابهای خورشیدی: (Solar Trackers)
این دستگاهها با تغییر زاویه پنلها در طول روز، به جذب بهینه نور خورشید کمک میکنند.
۵- کاربردهای نوین
ادغام فتوولتائیک در ساختمان (BIPV)
استفاده از مصالح ساختمانی فتوولتائیک مانند شیشههای خورشیدی و رنگهای خورشیدی، امکان تولید برق در سطوح مختلف ساختمان را فراهم میکند.
وسایل نقلیه خورشیدی
توسعه خودروهای خورشیدی و استفاده از پنلهای خورشیدی در وسایل نقلیه الکتریکی در حال گسترش است.
به طور کلی، حوزه انرژی خورشیدی به سرعت در حال پیشرفت است و فناوریهای جدید با هدف افزایش بازدهی، کاهش هزینه و بهبود ذخیرهسازی انرژی، راه را برای استفاده گستردهتر از این منبع پاک و پایدار هموار میکنند.
