τεχνολογία ηλιακής ενέργειας έχει προχωρήσει πολύ χάρη και στη μεγαλύτερη χρηματοδότηση τα τελευταία χρόνια, γίνονται πλέον αποτελεσματικές βελτιώσεις κάθε χρόνο. Καθώς οι ερευνητές παγκοσμίως αξιολογούν την δυναμική σε μια ποικιλία διαφορετικών υλικών, η απόδοση των ηλιακών πάνελ αναμένεται να συνεχίσει να βελτιώνεται τις επόμενες δεκαετίες, ενώ οι τιμές παραγωγής πέφτουν
Καθώς ο κόσμος προσπαθεί να απελευθερώσει τις ανθρακούχες εκπομπές αναπτύσσοντας περισσότερη ικανότητα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι τεχνολογικές ανακαλύψεις στον εξοπλισμό πράσινης ενέργειας βοηθούν τις κυβερνήσεις να επιτύχουν τους στόχους τους.
Τα ηλιακά πάνελ
Η τεχνολογία των ηλιακών πάνελ έχει σημειώσει άλματα την τελευταία δεκαετία και οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο αγωνίζονται για να συνεχίσουν να βελτιώνουν την τεχνολογία για να υποστηρίξουν μια παγκόσμια πράσινη μετάβαση. Αρκετές νέες τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας μπορεί να συμβάλουν σε μαζική ενίσχυση της απόδοσης των ηλιακών συλλεκτών, συμβάλλοντας στην παραγωγή περισσότερης ενέργειας ενώ χρησιμοποιείται λιγότερος χώρος.
Όταν εφευρέθηκε το πρώτο ηλιακό στοιχείο το 1883, μπορούσε να μετατρέψει μόλις το 1 έως 2% του ηλιακού φωτός που απορροφούσε σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα τελευταία 150 χρόνια, η ηλιακή τεχνολογία έχει προχωρήσει πολύ και τώρα τα ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο μπορούν να μετατρέψουν περίπου το 22 % της απορροφούμενης ηλιοφάνειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Καθώς η τεχνολογία των ηλιακών κυψελών βελτιώνεται, οι επιστήμονες μπορούν να μειώσουν το μέγεθος των ηλιακών συλλεκτών καθώς γίνονται πιο αποτελεσματικά, μειώνοντας την ποσότητα γης που απαιτείται για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων καθαρού ηλεκτρισμού.
Σήμερα, η τεχνολογία ηλιακής ενέργειας έχει προχωρήσει πολύ χάρη και στη μεγαλύτερη χρηματοδότηση τα τελευταία χρόνια, γίνονται πλέον αποτελεσματικές βελτιώσεις κάθε χρόνο. Καθώς οι ερευνητές παγκοσμίως αξιολογούν την δυναμική σε μια ποικιλία διαφορετικών υλικών, η απόδοση των ηλιακών πάνελ αναμένεται να συνεχίσει να βελτιώνεται τις επόμενες δεκαετίες, ενώ οι τιμές παραγωγής πέφτουν. Αυτό θα υποστηρίξει μια επιταχυνόμενη πράσινη μετάβαση, καθώς παράγεται περισσότερη καθαρή ενέργεια χρησιμοποιώντας λιγότερη γη, καθιστώντας τα ηλιακά έργα πιο ελκυστικά τόσο για τις κυβερνήσεις όσο και για τις ιδιωτικές εταιρείες.
Οι νέες ανακαλύψεις για τους περοβσκίτες
Οι ερευνητές έχουν κάνει πρόσφατες ανακαλύψεις στους περοβσκίτες, μια κρυσταλλική ένωση που μπορεί να ενισχύσει την απόδοση των μελλοντικών ηλιακών συλλεκτών. Οι περοβσκίτες είναι ικανοί να ανταποκρίνονται σε διαφορετικά χρώματα στο ηλιακό φάσμα και όταν συνδυάζονται με άλλο υλικό, όπως το πυρίτιο, ενισχύουν την παραγωγή ενέργειας. Αρκετά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο αξιολογούν τις δυνατότητες των περοβσκιτών, με ποικίλες προσεγγίσεις.
Τα κύτταρα περοβσκίτη που παράγονται από τους ερευνητές είναι πολύ μικρά, γύρω στο 1 cm2. Η δουλειά τώρα είναι να αναβαθμίσουμε την τεχνολογία. Ο περοβσκίτης μπορεί να εφαρμοστεί με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, μπορεί να μετατραπεί σε μελάνι για να εκτυπωθεί σε ένα αντικείμενο ή σε κλωστή που θα ραμμένο σε ύφασμα ή δομικά υλικά. Είναι λεπτό και ευέλικτο, γεγονός που καθιστά εύκολη την ενσωμάτωσή του σε καθημερινά αντικείμενα για να ενισχύσει την απόδοση.
Η ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης
Μια άλλη βασική τεχνολογία για τον τομέα της ηλιακής ενέργειας είναι η τεχνητή νοημοσύνη (AI). Οι ερευνητές χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο την τεχνολογία AI για να βελτιώσουν την απόδοση των ηλιακών πάρκων, κατανοώντας πώς διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την απόδοση των ηλιακών πάνελ για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής. Για παράδειγμα, η ενσωμάτωση αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης σε ένα ηλιακό αγρόκτημα μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς πρέπει να τοποθετούνται τα ηλιακά πάνελ κατά τη διάρκεια της ημέρας για να τους βοηθήσουν να απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φωτός.
Οι επιστήμονες διερευνούν επίσης τις δυνατότητες πολλών άλλων τεχνολογιών, όπως η διαφανής ηλιακή τεχνολογία με τη μορφή ηλιακών παραθύρων, η οποία θα μπορούσε να μετατρέψει ουρανοξύστες και άλλα μεγάλα κτίρια σε τεράστιους κόμβους παραγωγής ενέργειας. Ερευνητές από τη Σχολή Ενέργειας και Χημικής Μηχανικής στο Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) στη Νότια Κορέα έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία διαφανών ηλιακών πάνελ πέρυσι, όταν δημιούργησαν μια διαφανή κρυσταλλική κυψέλη πυριτίου σαν γυαλί. Αυτό άνοιξε την πόρτα για περαιτέρω βελτιώσεις για την ανάπτυξη διαφανών και αποδοτικών ηλιακών συλλεκτών εμπορικής κλίμακας.
Ανάπτυξη και χρηματοδότηση της νέας τεχνολογίας
Στις ΗΠΑ, ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια (GIT) βρήκαν έναν τρόπο να κάνουν το υλικό στρώματος μεταφοράς (HTL) - που χρησιμοποιείται συχνά σε ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη - λιγότερο ευαίσθητο στην κρυστάλλωση που προκαλείται από τη θερμότητα. Η ομάδα χρησιμοποιεί διήθηση φάσης ατμού για να εμφυτεύσει οξείδιο/υδροξείδιο του τιτανίου στο HTL για να κάνει το φιλμ πιο ανθεκτικό στη θερμότητα και, επομένως, πιο σταθερό. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η πρόληψη της κρυστάλλωσης μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση της αποτελεσματικότητας κατά περισσότερο από 80%.
"Αναζητούμε συνεργάτες για την άδεια χρήσης αυτής της τεχνολογίας και για την κλιμάκωση της διαδικασίας. Η ιδέα είναι ότι μπορούμε να κλιμακώσουμε αυτή τη διαδικασία για να διεισδύσουμε σε πάνελ, όχι μόνο σε κελιά μικρής περιοχής", δήλωσε ο αναπληρωτής καθηγητής GIT Juan Pablo Correa-Baena. Η τεχνολογία είναι τώρα υπό εξέταση για να κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Η Κίνα και άλλοι κατασκευαστές
Στην Κίνα, μια ομάδα της εταιρείας φωτοβολταϊκών (PV) LONGi παρουσίασε το ισχυρότερο ηλιακό πάνελ που παρήχθη ποτέ με περοβσκίτη. Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τον περοβσκίτη σε ηλιακά κύτταρα πυριτίου για να αναπτύξουν διαδοχικές κυψέλες που γίνονται ισχυρότερες και πιο αποτελεσματικές από τον συνδυασμό των δύο υλικών. Το νέο ηλιακό πάνελ αποδείχθηκε ότι έχει επίπεδο απόδοσης 0,7% από τον προκάτοχό του όταν δοκιμάστηκε. Η ανάπτυξη αυτών των τύπων κυψελών θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στη μείωση του κόστους παραγωγής ηλιακών πάνελ.
Άλλοι κατασκευαστές ηλιακών κυψελών έχουν πειραματιστεί από τότε με αυτήν την τεχνολογία σε μια προσπάθεια να κάνουν τα πιο αποτελεσματικά ηλιακά πάνελ. Τον Ιανουάριο του 2025, η κινεζική JinkoSolar ανακοίνωσε απόδοση 33,84% για το διαδοχικό ηλιακό κύτταρο περοβσκίτη-πυριτίου. Το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Βασιλιά Αμπντουλάχ της Σαουδικής Αραβίας (KAUST) ανακοίνωσε προηγουμένως μια διπλή συσκευή περοβσκίτη-πυριτίου με απόδοση 33,7%. Ωστόσο, η LONGi συνεχίζει να κατέχει το τρέχον ρεκόρ για την ηλιακή κυψέλη περοβσκίτη-tandem, έχοντας επιτύχει 34,6 τοις εκατό απόδοση τον Σεπτέμβριο του 2024.
www.worldenergynews.gr
