حول الطاقة الشمسية : هل الطاقة الشمسية هي طاقة المستقبل؟

مقارنة بالماضي ، أصبحت تكاليف الخلايا الشمسية التي تحول الطاقة الضوئية إلى كهرباء في متناول الجميع الآن.

تنتج المزيد من الشركات حجمًا كبيرًا من الخلايا الشمسية ، ويكون التثبيت أسهل مع التصميمات المبتكرة الجديدة للألواح الشمسية.

يحصل العالم على حوالي 1٪ فقط من موارده من الطاقة من الطاقة الشمسية ؛ ومع ذلك ، فمن الممكن تمامًا أن ترتفع هذه النسبة في الثلاثين عامًا القادمة لتصل إلى 27٪.

بنسبة 27 ٪ ، ستصبح أنظمة الطاقة الشمسية مثل المزارع الشمسية ومحطات الطاقة الشمسية المركزة (CSP) مصدر الطاقة الأكثر قيمة في العالم ، حيث تولد طاقة أكثر من الوقود الأحفوري أو الرياح أو الأنظمة الكهرومائية ، بالإضافة إلى تقليل انبعاثات الكربون بمقدار 6 مليارات طن سنويا.

إذن ، لماذا الطاقة الشمسية هي طريق المستقبل؟

• البناء وإعادة البناء باستخدام حلول الطاقة الشمسية

• يمكن استخدامها من قبل أي شخص في أي مكان

• توفير المزيد من المال على الطاقة الشمسية

• تساعد الطاقة الشمسية في الحفاظ على البيئة

• الطاقة الشمسية تعزز صحة أفضل

• ستكون الطاقة الشمسية استثمارًا كبيرًا

• فرصة لأصحاب الأراضي والمطورين

• تطوير مزارع الطاقة الشمسية العائمة

• تطوير خلايا متعددة الوصلات

• تطوير البيروفسكايت

• تركيب متعدد الاستخدامات

• معالجة مشاكل تخزين الطاقة

• استنتاج

البناء وإعادة البناء باستخدام حلول الطاقة الشمسية

تدرك شركات البناء أهمية مواكبة الابتكارات التكنولوجية ، مثل تقديم حلول الطاقة الشمسية واستخدامها للعملاء.

يسمح استخدام الطاقة المتجددة لشركات البناء باستخدام عدد أقل من الوقود الأحفوري.

أيضًا ، يمكن للطاقة الشمسية تشغيل أدوات وآلات البناء ، مما يوفر المال على النفط والبنزين.

وبالتالي ، إذا كنت تدير شركة إنشاءات ، فإن تقديم حلول الطاقة الشمسية لديه القدرة على جذب المزيد من مالكي المنازل وأصحاب العقارات التجارية للعمل معك ، وبالتالي زيادة عملاء البناء المحتملين.

ولكن إذا كنت ترغب في الحصول على أقصى استفادة من العملاء المحتملين الحصريين والمؤهلين من تكييف حلول الطاقة الشمسية ، فقد يكون العمل مع شركة توليد رائدة مفيدًا.

إذا لم تكن قد عينت الشركة المناسبة بعد ، فمن الأفضل أن تجد المزيد من المعلومات للبدء في عملية التوظيف.

يمكن استخدام الطاقة الشمسية من قبل أي شخص وفي أي مكان

يمكن اعتبار الطاقة الشمسية طريق المستقبل نظرًا لتعدد استخداماتها.

هذا يعني أنه أينما يختار الناس أن يعيشوا حياتهم ، ستكون الطاقة الشمسية موجودة دائمًا للمساعدة.

على سبيل المثال ، بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في مكان لا يوجد فيه شكل من أشكال الكهرباء ، كما هو الحال في المجتمعات الريفية ، فإن استخدام الألواح الشمسية يمكن أن يجلب لهم الطاقة المتجددة دون متاعب.

بمعنى آخر ، يمكن للناس الاعتماد على الشمس للحصول على الطاقة.

على عكس الوقود الأحفوري ، يمكن أن يكون ضوء الشمس مصدرًا مضمونًا للطاقة.

في المناطق التي لا يُعتقد أن الطاقة الشمسية مصدر محتمل للطاقة ، لا يزال بإمكان الطاقة الشمسية تزويدك بالكهرباء التي تحتاجها.

الشيء الجيد أيضًا هو أن الألواح الشمسية يمكن أن تعمل خلال فصل الشتاء وفي المناخات الباردة.

وفر المزيد من المال على الطاقة الشمسية

بسبب الاضطرابات الاقتصادية ، يبحث المزيد من الناس عن طرق لتوفير المال.

يساهم تركيب الطاقة الشمسية بشكل كبير في توفير المال لأنه يساعد في تقليل فواتير الكهرباء وبرامج القياس الصافي والائتمان الضريبي الفيدرالي للطاقة الشمسية.

فيما يلي تفاصيل حول كيف يمكن للناس توفير المزيد من المال على الطاقة الشمسية في المستقبل:

فواتير كهرباء أقل: تعمل الطاقة الشمسية المنزلية على تحويل الطاقة من الشمس ، مما قد يؤدي إلى التخلص من فواتير الكهرباء الشهرية.

إذا كانت سعة محطة الطاقة الشمسية تتجاوز الحمل الجاري ، فيمكنك تغذية هذه الطاقة الزائدة إلى الشبكة حتى تتمكن من كسب المال على استثمارك.

برامج الخصم على الطاقة الشمسية: تعمل برامج الخصم هذه مثل حسومات شراء المستهلك.

احصل على استرداد نقدي يتراوح بين 5٪ إلى 20٪ وأكثر عندما ترسل بريدًا في شكل خصم لنظام PV (الكهروضوئي) الذي اشتريته حديثًا.

برامج القياس الصافي: يتيح برنامج القياس الصافي لأصحاب المنازل بيع الكهرباء الشمسية الزائدة إلى شركة المرافق المحلية الخاصة بهم وكسب ائتمانات.

الآن ، يمكن للأسر الحصول على فواتير الكهرباء بدون رسوم أو سالبة شهريًا.

أيضًا ، يلغي القياس الصافي الحاجة إلى دفع تكاليف تخزين البطارية لتركيب الطاقة الشمسية.

تعريفة التغذية بالطاقة الشمسية: تسمح الطاقة الشمسية بتسييل الكهرباء الشمسية عن طريق بيع الطاقة الشمسية بأسعار أعلى من أسعار السوق والحصول على نقود أو ائتمانات.

في الوقت الحالي ، لا يتوفر هذا الحافز الشمسي إلا في بعض الولايات.

الائتمان الضريبي الفيدرالي: يمكن لدافعي الضرائب المطالبة بخصم ضريبي اتحادي للطاقة الشمسية على ضرائب الدخل الخاصة بهم بما يصل إلى 30٪ من تكلفة تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

على سبيل المثال ، إذا كان نظام الطاقة الكهروضوئية الخاص بك يكلف 12000 دولارًا أمريكيًا ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل التزامك الضريبي بمقدار 3600 دولار أمريكي.

يقلل هذا المبلغ من التكلفة الأولية للتركيب الكهروضوئي ، مما يسرع فترة الاسترداد لاستثمار الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية تساعد في الحفاظ على البيئة

عادة ، لا يعد الإنتاج التقليدي للكهرباء عملية رائعة.

يمكن أن يكون حرق الفحم والنفط والغاز ضارًا جدًا بالبيئة.

على سبيل المثال ، يأتي جزء من إنتاج الكهرباء مع انبعاثات مفرطة لثاني أكسيد الكربون ، ويساهم استخراج الوقود الأحفوري في الأرض في التلوث وتغير المناخ ، كما أن استخدامه المكثف لإمدادات المياه قد يتسبب أيضًا في مشاكل بيئية في جميع أنحاء العالم.

بالنظر إلى هذه القضايا ، يمكن أن يكون من الآمن القول إن استخدام مصادر الطاقة المتجددة قد يساعد في الحفاظ على البيئة.

تخلق الطاقة الشمسية طاقة نقية ونظيفة ومتجددة من الشمس ، وهي بديل مثالي للوقود الأحفوري ، مثل الغاز الطبيعي والفحم.

كما أنه يقلل من انبعاثات الكربون والغازات المسببة للاحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم.

أخيرًا ، بمجرد تركيب الألواح الشمسية ، سيكون إنتاج الكهرباء خاليًا من الانبعاثات ويتطلب القليل من الماء.

تعزز الطاقة الشمسية صحة أفضل

تتمثل إحدى فوائد استخدام الطاقة الشمسية في تقليل ملوثات الهواء.

إنه يقلل بشكل كبير من ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروز وانبعاثات الجسيمات والمواد الضارة الأخرى التي تسبب مشاكل صحية - يؤدي استخدام الطاقة الشمسية إلى تقليل مشاكل الجهاز التنفسي ، مثل التهاب الشعب الهوائية والربو ومشاكل القلب والأوعية الدموية.

كما أنه يقلل من أيام العمل الضائعة المرتبطة بالمشكلات الصحية.

تقلل الطاقة الشمسية من انبعاثات ملوثات الهواء الخطرة مثل أكاسيد النيتروجين والزئبق والجسيمات التي تضر بالصحة العامة.

يمكن أن يقلل إنتاج الطاقة الشمسية من الانبعاثات بما يتجاوز المستوى الذي تتطلبه اللوائح البيئية ، أو معالجة التهديدات البيئية والصحية العامة التي لا يتم تنظيمها بشكل كافٍ ، مما يوفر قيمة مثل تقليل الأمراض والوفيات.

وفقًا لتقرير عام 2018 ، يعيش 41 بالمائة من سكان العالم في مقاطعة يصل فيها تلوث الهواء غالبًا إلى مستويات خطيرة.

يرتبط تلوث الهواء بزيادة الإصابة بالربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن ، كما ثبت أنه يتسبب في مئات الآلاف من الوفيات المبكرة سنويًا.

ترسل محطة طاقة نموذجية تعمل بالفحم بدون تكنولوجيا للحد من الانبعاثات 170 رطلاً من الزئبق - وهو مادة سامة عصبية ضارة للغاية - في الهواء كل عام.

إن توسيع قدرة الأمة على الحصول على كهرباء نظيفة من الشمس يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري ، ويقلل من عدد الانبعاثات الضارة التي تتدفق في الهواء الذي نتنفسه.

يرتبط تلوث الهواء والماء المنبعث من محطات الفحم والغاز الطبيعي بمشاكل التنفس والأضرار العصبية والنوبات القلبية والسرطان والوفاة المبكرة ومجموعة من المشاكل الخطيرة الأخرى.

التلوث يؤثر على الجميع.

قدرت إحدى الدراسات التي أجرتها جامعة هارفارد تكاليف دورة الحياة وتأثيرات الفحم على الصحة العامة بنحو 74.6 مليار دولار سنويًا.

هذا يعادل 4.36 سنتًا لكل كيلوواط / ساعة من الكهرباء المُنتجة - حوالي ثلث متوسط معدل الكهرباء لمنزل نموذجي.

تأتي معظم هذه الآثار الصحية السلبية من تلوث الهواء والماء الذي لا تنتجه تقنيات الطاقة النظيفة ببساطة.

تولد أنظمة الرياح ، والطاقة الشمسية ، والطاقة الكهرومائية الكهرباء دون أي انبعاثات مصاحبة لتلوث الهواء.

تنبعث أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية بعض ملوثات الهواء ، على الرغم من أن إجمالي انبعاثات الهواء بشكل عام أقل بكثير من تلك الصادرة عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز الطبيعي.

ستكون الطاقة الشمسية استثمارًا كبيرًا

يحتاج العالم إلى الطاقة الشمسية في عالم ما بعد الوباء.

الدول العربية وغيرها تعتبرها حلاً طويل الأمد للطاقة.

الطاقة الشمسية هي أرخص أشكال الطاقة ، خاصة في المناطق المشمسة.

لا عجب لماذا يجد الكثير من الناس استثمارات محطات الطاقة الشمسية جذابة ، وتتضاعف بسرعة في جميع أنحاء العالم بسبب العوائد فوق المتوسط.

في المستقبل ، ستخضع الطاقة الشمسية لتحول مذهل ، مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ذات الأسعار الثابتة للمكالمات.

وذلك لأن المزيد من الناس سيستمتعون بفواتير مرافق أرخص ومزيد من التوفير من استخدام الطاقة الشمسية.

الفرص لأصحاب الأراضي والمطورين

مع استمرار ارتفاع الطلب على منشآت الطاقة الشمسية الجديدة ، فإن ملاك الأراضي والمطورين لديهم العديد من الفرص لتوليد دخل إضافي أكثر من أي وقت مضى لأصحاب الأراضي الذين يمتلكون كميات كبيرة من العقارات ، فهي ليست خارج نطاق إمكانية أن يتم الاقتراب من مطور الطاقة الشمسية.

للدخول في نوع من اتفاقية تأجير الطاقة الشمسية.

من شأن مثل هذا الاتفاق أن يمنح المطور الحقوق اللازمة لبناء منشأة شمسية على العقار ، وفي المقابل ، سيحصل مالك الأرض على رسوم إيجار شهرية.

اعتمادًا على الظروف المتغيرة ، يمكن أن تكون رسوم الإيجار هذه كبيرة جدًا ، حيث تصل إلى آلاف إن لم يكن مئات الآلاف من الدولارات في مدفوعات الإيجار السنوية.

وبسبب زيادة كفاءة الألواح الشمسية وانخفاض أسعار تقنيات الطاقة الشمسية المختلفة ، يرى المطورون عائدًا أسرع على استثماراتهم أكثر من أي وقت مضى ، مما يجعل الطاقة الشمسية من الأصول المالية المربحة للغاية.

تطوير مزارع الطاقة الشمسية العائمة

إذا طُلب منك وصف موقع تركيب نموذجي للطاقة الشمسية ، فمن المحتمل أن تصف سطحًا من نوع ما ، أو ربما حقل ذرة في الغرب الأوسط تم تحويله إلى مزرعة شمسية حديثة.

ربما لا يتبادر إلى الذهن هو مجموعة كاملة من الألواح العائمة في المحيط ؛ ومع ذلك ، في الصين ، هذا هو بالضبط ما يحدث.

في يونيو من عام 2017 ، قلبت الصين المفتاح في أكبر مزرعة شمسية عائمة في العالم ، قادرة على إنتاج 40 ميجاوات من الطاقة وتزويد ما يصل إلى 15000 منزل بالطاقة.

في حين أنها تبدو فكرة غريبة ، فإن بناء مزرعة شمسية بهذه الطريقة يسمح بتبريد الألواح بواسطة مياه المحيط ، وفي الوقت نفسه ، حماية النظم البيئية الزراعية والبرية القائمة من إعادة التطوير

سيكون هذا النوع من التركيب الشمسي مفيدًا بشكل خاص للدول الأصغر التي تفتقر إلى الأرض الكافية لمزارع الطاقة الشمسية الكبيرة على نطاق المرافق ، حيث يمكنهم الآن اللجوء إلى المحيط المفتوح لاحتياجاتهم من إنتاج الطاقة.

تطوير خلايا متعددة الوصلات

بينما تنتظر الصناعة بدائل السيليكون ، يتبع مطورو الطاقة الشمسية طرقًا أخرى لزيادة كفاءة الألواح ، أحدها إنشاء خلايا متعددة الوصلات.

الخلايا متعددة الوصلات هي في الأساس ألواح كهروضوئية عادية ولكن مع طبقات إضافية لزيادة الكفاءة.

تم تحسين كل طبقة من الخلايا متعددة الوصلات لطول موجي معين ، مما يزيد بشكل فعال من كفاءة اللوحة إلى معدلات تصل إلى 40٪.

عند استخدام هذه الخلايا متعددة الوصلات في مصفوفة ، فإن كمية الكهرباء الإجمالية التي يمكن توليدها منها (مقارنة باللوحات التقليدية) تزداد أضعافًا مضاعفة.

ومع ذلك ، فإن المواد والهندسة الإضافية المطلوبة لجعل هذه الألواح تصل إلى قدرة التشغيل تعني أنها أغلى بكثير من الألواح التقليدية.

بسبب هذا الاختلاف في السعر ، واعتمادًا على الموقع ، لا يزال بإمكان مطوري الطاقة الشمسية اختيار استخدام الألواح الشمسية التقليدية بدلاً من ذلك.

سواء كان ذلك فوق مبنى وقوف السيارات أو على طول الطريق السريع في الطريق إلى العالم ، أصبحت التركيبات الشمسية أكثر شيوعًا كل يوم.

فتحت التطورات في تقنيات الطاقة الشمسية الباب أمام مجموعة متنوعة من سيناريوهات التنفيذ المختلفة ، وفيما يلي بعض التطورات الأكثر إثارة التي رأيناها حتى الآن.

تطوير البيروفسكايت

منذ إنشاء الألواح الشمسية الأولى في عام 1954 ، كان السيليكون هو المادة الأساسية المستخدمة في الخلايا الشمسية.

ومع ذلك ، نظرًا لأن ألواح السيليكون غير فعالة جوهريًا في توليد طاقة قابلة للاستخدام ، فقد كان الباحثون يبحثون في مواد بديلة ، مثل Perovskites ، لتحل محل تقنية السيليكون الحالية.

تتمتع الألواح الشمسية الحديثة بكفاءة قصوى تبلغ حوالي 33٪ ، مما يعني أن الكثير من أشعة الشمس الشمسية تذهب سدى حتى في أكثر الظروف مثالية.

هذه عقبة رئيسية يجب أن تتغلب عليها أنظمة الطاقة الشمسية لتحقيق نمو هائل في صناعة الطاقة.

بسبب عدم الكفاءة هذا ، تستثمر صناعة الطاقة الشمسية بشكل كبير في إيجاد طرق جديدة لتحسين كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية ، مع وجود 3 من أكبر التطورات في تخزين الطاقة الشمسية ، والبيروفسكايت ، والخلايا متعددة الوصلات.

البيروفسكايت (CaTIO3) هو معدن طبيعي يعرض مجموعة متنوعة من الخصائص المفيدة ، وأهمها الموصلية الفائقة.

ومن المثير للاهتمام أن مصطلح "البيروفسكايت" يشير أيضًا إلى مجموعة من المواد الاصطناعية التي تم إنشاؤها لتقليد التركيب البلوري لتقويم العظام الموجود في المعدن الموجود بشكل طبيعي ، ولأن البيروفسكايت يمكن إنتاجه صناعياً ، فإنها تتمتع بإمكانية أن تكون أرخص في الإنتاج وأسهل في الإنتاج.

العمل مع من السيليكون.

في السنوات السبع الماضية وحدها ، انتقلت الخلايا الشمسية التي تم إنشاؤها باستخدام البيروفسكايت من 3.8٪ فقط إلى 20.1٪.

يعد معدل التقدم هذا واعدًا للباحثين والمطورين على حد سواء ، حيث أن خفض تكلفة الألواح الشمسية يعد خطوة أساسية لتحقيق النمو المتسارع في الصناعة.

ومع ذلك ، هناك بعض العقبات التقنية التي يجب التغلب عليها باستخدام الألواح المصنوعة من البيروفسكايت ، حيث تتحلل البيروفسكايت بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن تنفيذها في تطبيقات العالم الحقيقي.

إذا كان من الممكن حل هذه العقبة التقنية ، وإذا كانت كفاءة لوحة Perovskites يمكن أن تتجاوز كفاءة لوحة السيليكون ، فإن سوق الطاقة الشمسية سيقوم بلا شك بإجراء التبديل ، مما يؤدي إلى مزيد من النمو وتنوع أكبر في إنتاج الطاقة الشمسية.

تركيب متعدد الاستخدامات

تركيب الألواح الشمسية سهل وبسيط للغاية.

هذا يعني أنه يمكن تثبيته بسهولة في كل من المساحات الأفقية والعمودية.

لأنه يستخدم طاقة الشمس ؛ يمكن حتى تركيبه في مكان بعيد حيث يصعب توفير الكهرباء.

معالجة مشاكل تخزين الطاقة

تأتي العقبة الرئيسية أمام إنتاج الطاقة الشمسية في شكل تخزين الطاقة الشمسية.

يعد تخزين الطاقة الشمسية أمرًا ضروريًا لنجاح أنظمة الطاقة المستقبلية لأنه بدونها ، لا يمكن استخدام أي كهرباء زائدة يتم توليدها على مدار اليوم في وقت لاحق عندما لا يكون ضوء الشمس وفيرًا (كما هو الحال في الليل).

يسمح تخزين الطاقة لمحطات الطاقة الشمسية بتخزين الطاقة الزائدة بحيث يمكن بيعها واستخدامها في وقت لاحق لمجموعة متنوعة من الأسباب ، بما في ذلك تسوية الحمل والتأهب للطوارئ وتثبيت الشبكة.

في حين أن أنظمة تخزين البطاريات الشمسية هذه تبدو وكأنها لا تحتاج إلى تفكير ، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لخفض تكاليف هذه الأنظمة لأنها تتكون أساسًا من بطاريات ليثيوم أيون باهظة الثمن.

مع انخفاض التكاليف وارتفاع الكفاءة ، يجب أن نبدأ في رؤية تركيبات تخزين البطارية أصبحت أكثر شيوعًا في المستقبل.

هل الطاقة الشمسية طاقة المستقبل الخاتمة

لقد غطينا للتو الفوائد المهمة لتركيب الطاقة الشمسية ، يمكن أن تساعد الطاقة الشمسية المنزلية أصحاب المنازل على توفير المزيد من المال مع انخفاض فواتير المرافق والحوافز.

تعد الطاقة الشمسية استثمارًا مفيدًا ليس فقط لأصحاب المنازل ولكن أيضًا للمستثمرين والشركات.

مثل شركات البناء ، يمكن للشركات استخدام الطاقة الشمسية لتشغيل الأدوات والآلات لتقليل تكاليف التشغيل.

يساعد استخدام الطاقة الشمسية في الحفاظ على البيئة من خلال تقليل انبعاثات الغازات وتقليل البصمة الكربونية.

كما أنه يعزز صحة أفضل بسبب إنتاج عدد أقل من ملوثات الهواء.

يمكن أن يكون مصدرًا متعدد الاستخدامات للطاقة أينما كنت في العالم ، وفي الواقع ، تتمتع الطاقة الشمسية بمستقبل مشرق مع الكثير من الفوائد الواعدة للبشرية.