أهم المعلومات عن الخلايا الشمسية

أهم المعلومات عن الخلايا الشمسية و الطاقة الشمسية:

لماذا نضيع الوقت في حفر آبار النفط وتجريف الفحم عندما توجد محطة طاقة ضخمة في السماء x

فوقنا وفيها طاقة نظيفة ودائمة وهي مجانية أيضًا؟

الشمس عبارة عن كرة نارية ستعمل على تزويد النظام الشمسي بالطاقة لمدة خمسة مليارات سنة أخرى .

يمكن للخلية الشمسية تحويل هذه الطاقة إلى مصدر كهرباء لا نهاية له ويمكن الوصول إليه بسهولة.

 في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نتعرف على الخلايا الشمسية.

قد تبدو الطاقة الشمسية غريبة أو شيء يتعلق بالمستقبل ، ولكن من الشائع الآن استخدامها.

قد يكون لديك ساعة شمسية على معصمك أو آلة حاسبة للجيب الشمسي.

 كثير من الناس لديهم أضواء شمسية في حديقتهم.

عادة ما تحتوي السفن الفضائية والأقمار الصناعية على ألواح شمسية .

وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) قامت ببناء طائرة شمسية! تلعب محطات الطاقة الشمسية متعددة الميغاواط أيضًا دورًا في توليد الكهرباء في العديد من البلدان اليوم.

مع استمرار الاحتباس الحراري في تهديد بيئتنا ، ليس هناك شك في أن الطاقة الشمسية ستصبح شكلاً أكثر أهمية من أشكال الطاقة المتجددة في المستقبل .

ما مقدار الطاقة التي يمكننا الحصول عليها من الشمس؟

كمية الطاقة الشمسية مذهلة. في المتوسط ​​، يتلقى كل متر مربع من سطح الأرض 164 واطًا من الطاقة الشمسية.

بمعنى آخر ، يمكنك وضع لمبة 150 وات في كل متر مربع من سطح الأرض وإضاءة الكوكب بأكمله بالطاقة الشمسية !

بعبارة أخرى ، إذا قمنا بتغطية واحد بالمائة فقط من الصحراء الكبرى بألواح شمسية ، فيمكننا توليد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل العالم بأسره.

هذا شيء جيد بالنسبة للطاقة الشمسية: فهي موجودة إلى حد كبير. أكثر بكثير مما نريد استخدامه.

ولكن هناك جانب سلبي  الطاقة الشمسية هي مزيج من الضوء و الحرارة التي تصل إلى الأرض.

كلاهما مهم جدا  يتسبب الضوء في نمو النباتات ، وتحتاج الكائنات الحية إلى الحرارة  لكن لا يمكننا استخدام أشعة الشمس المباشرة أو الحرارة لتشغيل التلفزيون أو الغسالة.

لذلك ، يجب أن نجد طريقة لتحويل الطاقة الشمسية إلى أشكال أخرى من الطاقة ، مثل الكهرباء. هذا هو بالضبط ما تفعله الخلية الشمسية.

ما هي الخلية الشمسية؟

“الخلية الشمسية” هي جهاز إلكتروني يستقبل ضوء الشمس ويحوله مباشرة إلى كهرباء.

كل خلية بحجم كف شخص بالغ ، مثمنة ، وزرقاء سوداء. عادة ما تتجمع الخلايا الشمسية معًا لتشكيل وحدات أكبر تسمى الوحدات الشمسية ، والتي تُعرف أيضًا بالوحدات الأكبر ، والمعروفة باسم الألواح الشمسية.

الشاشات السوداء أو الزرقاء التي تراها على أسطح بعض المنازل عبارة عن ألواح شمسية.

أيضًا ، يمكن أن تكون الخلية الشمسية على شكل شرائح صغيرة (لتشغيل أجهزة صغيرة مثل حاسبات الجيب والساعات الرقمية).

يوضح الشكل أدناه سقف منزل مغطى بـ 16 لوحة شمسية ، كل منها يتكون من 6 = 60 = 6 خلايا شمسية صغيرة.

من المحتمل أن تولد هذه الألواح حوالي 4 كيلوواط من الكهرباء في يوم شمسي مناسب.

آلية عمل الخلايا الشمسية:

تمامًا مثل الخلايا الموجودة في البطارية ، تم تصميم الخلايا الموجودة في الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء ، ولكن مع اختلاف أن خلايا البطارية تنتج الكهرباء من المواد الكيميائية ، بينما تنتج الخلايا الموجودة في الألواح الشمسية الطاقة عن طريق امتصاص ضوء الشمس.

تسمى الخلية الشمسية أيضًا “الخلية الكهروضوئية” أو PV باختصار لأنها تستخدم ضوء الشمس لتوليد الكهرباء

يتكون الضوء من جسيمات دقيقة تسمى ” الفوتونات ” لذا فإن شعاع ضوء الشمس يشبه البرميل الذي يطلق تريليونات من تريليونات الفوتونات.

 إذا وضعنا خلية شمسية في مسار الضوء ، فإنها تلتقط هذه الفوتونات النشطة وتحولها إلى تيار من الإلكترونات.

تولد كل خلية عدة فولتات من الكهرباء ، لذا فإن وظيفة الألواح الشمسية هي الجمع بين الطاقة التي تنتجها الخلايا لتكوين كمية مفيدة من الكهرباء والجهد.

جميع الخلايا الشمسية تقريبًا اليوم مصنوعة من رقائق السيليكون (أحد العناصر الكيميائية الأكثر وفرة على الأرض الموجودة في الرمال) ،

على الرغم من أنه كما سنرى ، يمكن استخدام مواد أخرى بدلاً من ذلك. عندما تسطع أشعة الشمس على خلية شمسية ، فإن الطاقة توجه الإلكترونات خارج السيليكون.

يمكن أن تتدفق هذه الإلكترونات في دائرة كهربائية وتزود أي شيء يعمل بالكهرباء بالطاقة الكهربائية.

كان هذا شرحًا بسيطًا للغاية ، في ما يلي ، سنروي القصة بإلقاء نظرة أكثر تعمقاً.

مما تتكون الخلية الشمسية؟

السيليكون هو المادة التي تُصنع منها الترانزستورات (المفاتيح الصغيرة) في الرقائق الدقيقة ، تعمل الخلية الشمسية بطريقة مماثلة.

السيليكون نوع من أشباه الموصلات. بعض المواد ، وخاصة المعادن ، توصل الكهرباء بسهولة، هذه المواد تسمى الموصلات.

المواد الأخرى مثل البلاستيك والخشب لا تسمح بمرور الكهرباء من خلالها. تسمى هذه المواد بالمواد غير الموصلة أو العازلة.

أشباه الموصلات مثل السيليكون ليست موصلة ولا عازلة إنهم لا يقومون بتوصيل الكهرباء بشكل طبيعي ، ولكن في ظل ظروف معينة يمكننا إجبارهم على القيام بذلك.

الخلية الشمسية عبارة عن شطيرة مكونة من طبقتين مختلفتين من السيليكون ملوثتين بشكل خاص (يتم إضافة الشوائب إليهما) ، بحيث يمكن تمرير الكهرباء من خلالها بطريقة معينة.

الطبقة السفلية ملوثة للغاية بحيث تحتوي على عدد قليل جدًا من الإلكترونات.

يسمى هذا السيليكون بالنوع p أو النوع الموجب (لأن الإلكترونات لها شحنة سالبة وهذه الطبقة بها عدد صغير منها).

الطبقة العليا مقلوبة للحصول على المزيد من الإلكترونات. تسمى الطبقة العليا بالنوع n أو النوع السلبي من السيليكون.

عندما يتم وضع طبقة من السيليكون من النوع n على طبقة السيليكون من النوع p ، يتم إنشاء حاجز عند تقاطع المادتين (حد مهم جدًا بين تقاطع نوعين من السيليكون).

لا يمكن لأي إلكترونات المرور عبر الحاجز ، لذلك حتى لو قمنا بتوصيل شطيرة السيليكون هذه بالمصباح الكهربائي ، فلن يتم توليد أي تيار ولن يضيء المصباح.

لكن إذا سلطنا الضوء على الشطيرة ، يحدث شيء مهم. يمكننا أن نفكر في الضوء على أنه تيار من الطاقة من “جسيمات الضوء” تسمى الفوتونات.

عندما تدخل الفوتونات إلى الشطيرة ، فإنها تعطي طاقتها لذرات السيليكون.

تزيل طاقة الإدخال الإلكترونات من الطبقة السفلية من النوع p ، لذلك ترتفع فوق حاجز طبقة النوع n وتتدفق في الدائرة. كلما زاد الضوء ، زاد ارتفاع الإلكترونات وزاد التيار.

كيف تعمل الخلية الشمسية؟

كما قلنا ، فإن الخلية الشمسية الشطيرة عبارة عن سيليكون من النوع n (أزرق) وسيليكون من النوع p (أحمر).

يتم إنشاء هذه الطاقة باستخدام ضوء الشمس لإنشاء قفزات إلكترونية عند التقاطع بين طبقات مختلفة من السيليكون.

خطوات توليد طاقة الخلايا الشمسية:

عندما تسطع أشعة الشمس على الخلية ، تقصف الفوتونات (جزيئات الضوء) السطح العلوي.

تنقل الفوتونات (الكتل الصفراء) طاقتها إلى أسفل عبر الخلية.

تعطي الفوتونات طاقتها للإلكترونات (الكتل الخضراء) في الطبقة السفلية والنوع P.

تستخدم الإلكترونات هذه الطاقة للقفز عبر الحاجز إلى الطبقة العليا من النوع n والدوران من الدائرة.

تقوم الإلكترونات بتشغيل المصباح عن طريق الدوران في الدائرة.

ما هي كفاءة الخلية الشمسية؟

ينص قانون الحفاظ على الطاقة على أنه لا يمكننا توليد الطاقة أو القضاء عليها في الهواء، كل ما يمكننا فعله هو تحويله من شكل إلى آخر.

هذا يعني أن الخلية الشمسية لا يمكنها إنتاج طاقة كهربائية أكثر من كل ثانية تستقبلها من الضوء.

عمليًا ، كما سنقول ، تحول معظم الخلايا حوالي 10 إلى 20 بالمائة من طاقتها إلى كهرباء.

في خلية شمسية من السيليكون أحادية الترابط ، تبلغ الكفاءة النظرية القصوى حوالي 30٪ ، والمعروفة باسم “حد Shockley-Queisser”.

ويرجع ذلك أساسًا إلى أن ضوء الشمس يحتوي على مزيج متنوع من الفوتونات ذات الأطوال الموجية والطاقات المختلفة ، ويتم تحسين كل خلية شمسية أحادية الترابط لالتقاط نطاق تردد محدد واحد فقط ولا تمتص الباقي.

بعض الفوتونات التي تصطدم بالخلية الشمسية لا تملك طاقة كافية لتدمير الإلكترونات ، لذا فإنها تضيع ، بينما البعض الآخر لديه الكثير من الطاقة ويفقد فائضها.

يمكن أن توفر أفضل الخلايا المختبرية المتقدمة كفاءة بنسبة 46 ٪ في ظروف مثالية باستخدام روابط متعددة لالتقاط فوتونات ذات طاقات مختلفة.

يمكن أن تكون الألواح الشمسية المنزلية فعالة مثل حوالي 15 في المائة (أعلى أو أقل بنسبة واحد في المائة) ومن غير المرجح أن تتحسن كثيرًا  لا يُتوقع أن تقترب الخلايا الشمسية من الجيل الأول أحادية الوصلة من كفاءة بنسبة 30 في المائة.

تلعب عوامل التشتيت المختلفة في العالم الحقيقي دورًا في الكفاءة الاسمية ، بما في ذلك بناء الألواح ، وكيفية وضعها وزواياها ، والمظلة ، ونظافتها ، وتسخينها (ارتفاع درجة الحرارة يقلل الكفاءة) وما إذا كانت مهواة (للدوران) الهواء تحت اللوح ليبقى باردا ام لا.

أنواع الخلايا الشمسية الكهروضوئية

معظم الخلايا الشمسية التي تراها على سطح منزلك اليوم هي في الأساس مجرد شطائر من السيليكون تستخدم الشوائب

لجعلها موصلات كهربائية أفضل.

يشير العلماء إلى هذه الخلايا الشمسية الكلاسيكية على أنها الجيل الأول ، وذلك أساسًا لتمييزها عن تقنيتين

مختلفتين وأكثر حداثة تعرفان بالجيل الثاني والثالث.

لكن ما الفرق بين هذه الأجيال؟ في ما يلي ، نقدم أجيالًا مختلفة.

1. الجيل الأول من الخلايا الشمسية

حوالي 90 ٪ من الخلايا الشمسية في العالم مصنوعة من رقائق السيليكون البلورية اختصار c-Si ،

مقطوعة إلى سبائك كبيرة في مختبرات نظيفة للغاية وفي عملية قد تستغرق ما يصل إلى شهر حتى تكتمل.

تأتي السبائك إما في بلورات أحادية (أحادية البلورية أو أحادية Si أو تحتوي على بلورات متعددة (متعددة البلورات أو متعددة Si .

تعمل الخلايا الشمسية من الجيل الأول مثل تلك الموضحة أعلاه: فهي تستخدم رابطة بسيطة بين طبقات السيليكون من النوع n و p المقطوعة من سبائك منفصلة ومغلفة.

يتم تصنيع سبائك من النوع N عن طريق تسخين قطع صغيرة من السيليكون بكميات صغيرة من الفوسفور أو الأنتيمون أو الزرنيخ كمواد شائبة، بينما تستخدم سبائك من النوع p البورون كشوائب.

يتم بعد ذلك إذابة شرائح السيليكون من النوع n و p لتشكيل رابطة  تتم إضافة طلاء مضاد للانعكاس لتحسين امتصاص الضوء ،

مما يمنح الخلايا الكهروضوئية لونًا أزرق مميزًا ، وزجاجًا واقيًا في الجزء الأمامي والخلفي من البلاستيك ، والتجهيزات المعدنية بحيث يمكن توصيل الخلية بالدائرة.

بالطبع ، اتصال pn بسيط هو أساس معظم الخلايا الشمسية.

تقريبًا جميع الخلايا الشمسية المصنوعة من السليكون الكهروضوئي التي كانت تعمل على هذه التقنية منذ عام 1954 ، عندما عمل عليها العلماء في مختبرات بيل ، تولد الآن الكهرباء من ضوء الشمس إلى السيليكون المستخرج من الرمال.

2. الجيل الثاني من الخلايا الشمسية

والخلايا الشمسية التقليدية عبارة عن رقاقات رقيقة نسبيًا. عمومًا بسمك جزء من المليمتر (حوالي 200 ميكرومتر). ولكن بالمقارنة مع خلايا الجيل الثاني ، والمعروفة باسم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة TPSCs أو الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة TFPVs ، فهي أرق بما يقرب من 100 مرة (بضعة ميكرومتر أو بسماكة ملايين المليمترات) نفسها.

على الرغم من أن معظم هذه الخلايا لا تزال مصنوعة من السيليكون شكل مختلف من السيليكون غير المتبلور a-Siحيث يتم وضع الذرات بشكل عشوائي ، بدلاً من ترتيبها بالضبط في بنية بلورية عادية ، فإن بعضها مصنوع من مواد أخرى على وجه التحديد. ، وهي تتكون من تيلورايد الكادميومCd-Te وثنائي سولين نحاس الإنديوم الغاليوم CIGS

يمكن تركيب الخلايا الشمسية من الجيل الثاني ، بسبب نحافتها وخفة وزنها ومرونتها ، على النوافذ والمناور وبلاط الأسقف ومجموعة متنوعة من “الطبقات السفلية” ، بما في ذلك المعادن والزجاج والبوليمرات (البلاستيك). خلايا الجيل الثاني التي تفقد الإنتاجية مقابل زيادة مرونتها.

لا تزال الخلايا الشمسية الكلاسيكية والجيل الأول أكثر كفاءة من خلايا الجيل الثاني.

وبالتالي ، على الرغم من أن خلية الجيل الأول قد تنتج كفاءة من 15 إلى 20 في المائة ، إلا أن السيليكون غير المتبلور يمثل تحديًا لتحقيق كفاءات أعلى من 7 في المائة.

أفضل خلايا Cd-Te ذات الأغشية الرقيقة تكون فعالة بنسبة 11٪ فقط  خلايا CIGS ليست أفضل من هذا وكفاءتها من 7 إلى 12 ٪.

هذا هو أحد الأسباب التي تجعل خلايا الجيل الثاني ، على الرغم من مزاياها العملية ، لها تأثير ضئيل نسبيًا على سوق الطاقة الشمسية.

3. الجيل الثالث من الخلايا الشمسية

تجمع أحدث التقنيات بين أفضل ميزات خلايا الجيل الأول والثاني. مثل خلايا الجيل الأول ، تعد خلايا الجيل الثالث بإنتاجية عالية نسبيًا (30٪ أو أكثر).

من ناحية أخرى ، على غرار خلايا الجيل الثاني ، من المحتمل أن تكون مصنوعة من مواد سيليكون غير “بسيطة” مثل السيليكون غير المتبلور ، والبوليمرات العضوية الخلايا الكهروضوئية العضوية ، OPV ، وبلورات البيروفسكايت ، ولها عدة روابط مختلفة. مواد أشباه الموصلات (متعدد الطبقات).

من الناحية المثالية ، تجعل الميزات المذكورة أعلاه خلايا الجيل الثالث أرخص وأكثر كفاءة وأكثر فاعلية من خلايا الجيل الأول أو الثاني.

حاليًا ، الرقم القياسي العالمي للكفاءة للجيل الثالث من الخلايا الشمسية هو 28٪ ، والذي تم تحقيقه بواسطة خلية شمسية مكونة من مرحلتين من السيليكون بيروفسكايت في ديسمبر 2018.

ما هي كمية الكهرباء التي يمكننا توليدها بـ الخلايا الشمسية؟

من الناحية النظرية ، يمكن توليد الكثير من الكهرباء من الشمس  دعونا ننسى لحظة الخلايا الشمسية ونفكر فقط في ضوء الشمس النقي.

 1000 واط كحد أقصى من الطاقة الشمسية الخام لكل متر مربع من الأرض (هذه نظريًا قوة ضوء الشمس المباشر في وقت الظهيرة في يوم صافٍ).

نظرًا لأن أشعة الشمس عمودية على سطح الأرض تعطي أقصى قدر من الضوء أو التعرض ،

في الممارسة العملية ، بعد تعديل ميل الكوكب والوقت من اليوم ،

فإن أفضل ما يمكننا تحقيقه هو 100 إلى 250 واط لكل متر مربع في خطوط العرض الشمالية النموذجية. يوم صاف).

يتم تحويل هذا المقدار إلى 2 إلى 6 كيلو واط ساعة من الطاقة يوميًا (اعتمادًا على ما إذا كنت في الشمال ، مثل كندا أو اسكتلندا ، أو في أي مكان آخر ، مثل أريزونا أو المكسيك).

في الواقع ، لإنتاج عام كامل ، سيكون لدينا ما بين 700 و 2500 كيلو واط / ساعة من الطاقة لكل متر مربع. من الواضح أن المناطق الأكثر دفئًا لديها إمكانات شمسية أكبر بكثير.

الشرق الأوسط ، على سبيل المثال ، يتلقى حوالي 50 إلى 100 بالمائة من الطاقة الشمسية أكثر من أوروبا سنويًا.

لسوء الحظ ، فإن كفاءة الخلايا الشمسية التقليدية تبلغ 15 في المائة فقط ، لذلك لا يمكننا امتصاص سوى جزء صغير من هذه الطاقة النظرية.

هذا هو السبب في أن الألواح الشمسية يجب أن تكون كبيرة جدًا من الواضح أن كمية الطاقة المنتجة يمكن أن تكون مرتبطة بشكل مباشر بمقدار المساحة التي يمكنك تغطيتها من خلال الخلية.

أمثلة:

يمكن لخلية شمسية (بحجم قرص مضغوط) أن تنتج حوالي 3 إلى 4.5 واط  يمكن لوحدة شمسية نموذجية ، وهي عبارة عن مجموعة من 40 خلية تقريبًا (5 صفوف من 8 خلايا) إنتاج حوالي 100 إلى 300 واط من الطاقة.

 يمكن أن تنتج الألواح الشمسية المتعددة ، التي تتكون كل منها من حوالي 3 إلى 4 وحدات ، ما يصل إلى بضعة كيلووات (ربما يكفي فقط لتلبية احتياجات ذروة الاستهلاك في المنزل).

ما مقدار الكهرباء التي تولدها محطات الطاقة الشمسية؟

لكن لنفترض أننا نريد توليد الكثير من الطاقة الشمسية.

لتوليد كهرباء بحجم توربينات الرياح الثقيلة (بسعة إنتاج قصوى ربما 2 أو 3 ميغاواط) ، يلزم ما يقرب من 500 إلى 1000 سقف شمسي

 أيضًا ، للتنافس مع محطة كبيرة تعمل بالفحم أو الطاقة النووية (على مقياس جيجاوات ، مما يعني ألف ميغاواط أو مليارات واط) ، نحتاج إلى ألواح أكثر 1000 مرة (ما يعادل حوالي 2000 توربينات رياح أو ربما مليون سقف شمسي).

تستند هذه المقارنات إلى افتراض الحد الأقصى لإنتاج الطاقة من الشمس والرياح.

حتى لو كانت الخلايا الشمسية مصدرًا للطاقة النظيفة والفعالة ، فإن ما لا يمكنهم حاليًا المطالبة به هو كفاءتها المناسبة.

حتى تلك المزارع الشمسية الكبيرة ومحطات الطاقة الموجودة بالفعل في العديد من الأماكن تنتج كميات صغيرة فقط من الطاقة (عادة حوالي 20 ميجاوات ، أو حوالي 1 بالمائة من 2 جيجاوات أو محطة طاقة نووية كبيرة).

تقدر شركة Ecotricity البريطانية المتجددة أنه لإنتاج 4.2 ميغاواط (تقريبًا بحجم توربينات رياح كبيرة) بما يكفي لتشغيل 1200 منزل ، يلزم إنشاء حوالي 22000 صفحة على موقع مساحته 12 هكتارًا (30 فدانًا).

الناس والطاقة الشمسية

يشعر بعض الناس بالقلق من أن مزارع الطاقة الشمسية ستدمر الأرض التي نحتاجها لإنتاج الغذاء.

إذا تحدثنا عن وضع الألواح الشمسية على أسطح المنازل ، فلا داعي للقلق على أرض العرب المحلية.

يجادل علماء البيئة بأن المشكلة الرئيسية مع الطاقة الشمسية ليست إنشاء محطات طاقة شمسية كبيرة ومركزة (لذلك يمكن للشركات القوية الاستمرار في بيع الكهرباء للأشخاص الذين ليس لديهم كهرباء بأرباح عالية) ،

ولكن استبدال الطاقة المركزة وغير الفعالة بمحطات الطاقة الصغيرة محطات توليد الطاقة الشمسية ، وأين يستخدمونها.

هذا يقلل من إنتاج طاقة الوقود الأحفوري ، وتلوث الهواء وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون عن طريقها ،

فضلاً عن عدم كفاءة نقل الطاقة من الإنتاج إلى الاستهلاك عبر خطوط الكهرباء العلوية أو الأرضية.

حتى إذا كان عليك تغطية السقف بالكامل بألواح شمسية (أو الخلايا الشمسية بطبقة رقيقة من رقائق معدنية على جميع النوافذ) ،

إذا كان بإمكانك تلبية جميع احتياجاتك الكهربائية (أو حتى جزء كبير منها) ، فلا فائدة من ذلك. لقد استفدت.

إحصائيات:

وفقًا لتقرير عام 2011 الصادر عن الرابطة الأوروبية لصناعة الخلايا الكهروضوئية ومنظمة السلام الأخضر ،

ليست هناك حاجة لتغطية الأراضي الزراعية القيمة بألواح شمسية.

حوالي 40٪ من جميع الأسطح و 15٪ من واجهات المباني في دول الاتحاد الأوروبي مناسبة للألواح الكهروضوئية ،

وهو ما يمثل حوالي 40٪ من إجمالي الطلب على الكهرباء بحلول عام 2020.

لا تنس أن صناعة الطاقة الشمسية تدفع توليد الكهرباء إلى حد استهلاك الطاقة ، وهذا له فوائد عملية كبيرة.

لا تتطلب ساعات المعصم والآلات الحاسبة من الناحية النظرية بطاريات (في الممارسة العملية ، تحتوي

بالفعل على بطاريات احتياطية) ، وسوف يستمتع الكثير منا بالهواتف الذكية التي تعمل بالطاقة الشمسية

والتي لا تحتاج إلى الشحن مطلقًا.

تستخدم لافتات الطرق والسكك الحديدية الآن الطاقة الشمسية في بعض الحالات. غالبًا ما تحتوي لافتات

الطوارئ الوامضة على ألواح شمسية مثبتة ، بحيث يمكن تثبيتها حتى في الأماكن النائية.

في البلدان النامية ، التي تعد مصادر ضخمة للطاقة الشمسية ، تعاني البنية التحتية الكهربائية من ضعف ،

وتوفر الألواح الشمسية الكهرباء لمضخات المياه ، والهواتف ، والثلاجات في المستشفيات والعيادات الصحية.

لماذا لا تزال الطاقة الشمسية غير مستخدمة بشكل كاف؟

الجواب على هذا السؤال هو مزيج من العوامل الاقتصادية والسياسية والتكنولوجية.

اقتصاديًا ، في معظم البلدان ، لا تزال الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية أغلى من الكهرباء المولدة من حرق الوقود الأحفوري.

يستثمر العالم بكثافة في البنية التحتية للوقود الأحفوري ، وعلى الرغم من دخول شركات النفط القوية

في صناعة الطاقة الشمسية ، يبدو أنها مهتمة بإطالة عمر احتياطيات النفط والغاز الحالية باستخدام تقنيات مثل التكسير الهيدروليكي.

من الناحية السياسية ، تعتبر شركات النفط والغاز والفحم قوية للغاية ومؤثرة ، وتقاوم اللوائح البيئية

التي تدعم التقنيات المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح .

من الناحية الفنية ، كما رأينا بالفعل ، لا تزال معظم استثمارات الطاقة الشمسية في العالم تعتمد على

تكنولوجيا الجيل الأول  من يدري ، قد تستغرق التطورات العلمية الحديثة عقودًا لجعل أعمال الطاقة الشمسية جذابة حقًا.

تتمثل إحدى مشكلات هذه الحجج في أنها تقيس فقط العوامل الاقتصادية والتكنولوجية الأساسية

ولا يمكنها تغطية التكاليف البيئية الخفية لأشياء مثل:

التسربات النفطية ، وتلوث الهواء ، وتدهور الأراضي من مناجم الفحم أو تغير المناخ ، وخاصة التكاليف

المستقبلية ، التي يصعب تحديدها توقع أو أنه من المستحيل النظر.

قد تؤدي زيادة الوعي بهذه المشكلات إلى الابتعاد عن استهلاك الوقود الأحفوري ،

حتى لو لم يكن هناك مزيد من التقدم التقني.

بعبارة أخرى ، قد يأتي وقت لم نعد قادرين فيه على تحمل تكاليف التأجيل العالمي للطاقة المتجددة.

خلاصة:

أخيرًا ، كل هذه العوامل مرتبطة  من خلال القيادة السياسية المقنعة ، يمكن للعالم أن يلتزم بثورة شمسية غدًا،

ويمكن للسياسة أن تفرض التطورات التكنولوجية لتغيير اقتصاد الطاقة الشمسية.