העתיד של אורות סולריים: מגמות וחדשנות

דור הבא אור SOLAR טכנולוגיות

תאים סולריים בעלי יעילות גבוהה: חדשנות PERC, HJT וטנדרם

תחום טכנולוגיית תאי הסולר ממשיך לדחוף את הגבולות מבחינת היעילות והעוצמה של המכשירים הללו. קחו לדוגמה תאי PERC – דהיינו תאי Passivated Emitter and Rear Cell שמספרים מהמומחים מחשיבים אותם לשינוי עקרוני. תאים אלו מגיעים בדרך כלל לייעילות של כ-22% או יותר, הודות לשכבה המאפסת המיוחדת שלהם שמונעת מאלקטרונים להתחבר יחד ולבטל זה את זה, מה שנותן לנו יותר חשמל מאותה כמות אור שמש. לאחר מכן יש את טכנולוגיית HJT שבה שמים שכבות של סרט דק יחד עם גבישי סיליקון רגילים. מה שהופך את השילוב הזה לנחמד כל כך? ובכן, הוא עובד ממש טוב גם כאשר חלקים של הלוח נמצאים בצל, משהו שבו לרוב הלוחות המסורתיים מתקשים. במספר מקרים, יעילות הטכנולוגיה הזו עולתה על 25%. ואל נשכח גם מתאי הטיימן. העיצובים המתקדמים האלה מחברים יחד חומרים שונים, לדוגמה פרובסקיט מעל סיליקון. חוקרים כבר ראו תוצאות בדיקה שמראות יעילות של יותר מ-30% בסביבת מעבדה, דבר שבעולמית ייצג קפיצה ענקית בייצור אנרגיה סולרית.

פנלים סולריים דו-צדדיים: מירב איסוף האנרגיה

פנלים סולריים דו-צדדיים פועלים שונה מהרגיל מכיוון שהם אוספים אור שמש משני הצדדים, לא רק מקדימה. התוצאה? ייצור חשמל גדול יותר בסך הכול. מחקרים מראים שהפנלים האלה יכולים לקלוט בין 10% עד אולי אפילו 20% אנרגיה נוספת בהשוואה לדגמים סטנדרטיים, מה שעושה אותם די טובים במה שהם עושים. כדי להפיק את המירב מהם, מתקינים את הפנלים במרחק גדול מהקרקע ולפעמים ממקמים אותם ליד חומרים לבנים או בהירים שמחזירים אור שמש. תצורות כאלה באמת מהוות הבדל בביצועים. ראינו שפנלים דו-צדדיים מבצעים היטב בכל מקום - מערים עסוקות ועד לחקלאות מרוחקת. הם נוטים לבלוט במיוחד באזורים עם הרבה משטחים מחזירים, כמו שדות שלגים או מישורים מלחתיים. עבור כל מי שמחפש פתרונות סולריים לטווח ארוך, הטכנולוגיה הדו-צדדית מציעה משהו יציב וידידותי לסביבה, מבלי לפגוע קשות בתוכנית הוצאות.

פתרונות תאורת שמשיים דקים וגמישים

תאי שמשיים סרט-דק שינו את חוקי המשחק בטכנולוגיה סולרית בזכות המרקם הקליל והגמיש שלהם, מה שהופך אותם למותאמים במיוחד למיקומים שבהם פנלים מסורתיים פשוט לא מתאימים. התאים מיוצרים לרוב מחומרים כמו קדמיום טלוריד או חומרים אורגניים, מה שנותן להם גמישות יוצאת דופן שארכיטקטים אוהבים. אנחנו רואים כיום שימוש במוצרים אלו בכל רחבי הערים. תאורות שמשיות גמישות יכולות להיראות מאוד אסתטיות על בניינים, ובמקביל לייצר אנרגיה נקייה. היתרון האמיתי מתגלה בעת ההתקנה על חזיתי בניינים או משטחים בצורות מיוחדות, שבהן פנלים רגילים לא יעבדו. טכנולוגיה זו מאפשרת לעצמי עיצוב לשלב שמשיים מבלי להתפשר על המראה. ערים נהנות במיוחד מהיתרון הזה, dado לטיב הגמיש שלו, שפירושו ששמשיים יכולים להתאים באמת לסגנונות אדריכלות מודרניים במקום להבליט את עצמם בצורה לא נעימה.

מערכות תאורה שמשיות חכמות ואינטגרציה עם בינה מלאכותית

ניהול אנרגיה מותאם באמצעות בינה מלאכותית לתאורות שמשיות

האינטיליגנציה המלאכותית עשויה לשנות לחלוטין את הדרך בה אנו מנהלים אנרגיה ב אורות סולריים מערכות. כשאינטיליגנציה מלאכותית מנתחת מידע בזמן אמת, כמו תחזיות מזג אוויר וצורת השימוש בפועל במערכות אלו, היא הופכת אותן ליעילות יותר מבחינת צריכה של אנרגיה. הטכנולוגיה מאפשרת למערכות אלו להתאים את צריכה האנרגיה שלהן באופן דינמי, כך שיפעלו טוב יותר תוך בזבוז פחות של חשמל. קחו למשל תאורה רחובית. גופי תאורה עם אינטיליגנציה מלאכותית יכולים להפחית את עוצמת התאורה כשאין איש בסביבה ולהגביר אותה שוב במקרה של מזג אוויר גרוע. נתוני תעשייה מראים שמערכות המופעלות באמצעות אינטיליגנציה מלאכותית חוסכות כ-30% יותר אנרגיה מאשר מערכות ישנות. וזה אומר חשבונות חשמל נמוכים יותר לכל מי ששולם על החשמל, וכן חיים ארוכים יותר לכל אותם רכיבים יקרים, מה שמהווה חדשות טובות לכל מי שמנסה להיות ירוק יותר מבלי לשבור את הכיס.

ניטור ושליטה מרחוק באמצעות האינטרנט של הדברים (IoT)

האינטרנט של הדברים, או בקיצור IoT, הפך להיות חשוב באמת לצורך שינוי אופן פעולתו של התאורה הסולרית, ומאפשר ניטור ובקרה מרחוק של מערכות אלו. בעזרת טכנולוגיית IoT, ניתן לעקוב אחר הביצועים בזמן אמת, מה שאומר שנוכל לאתר בעיות בהקדם ולתקן אותן לפני שהן הופכות לבעיות גדולות. ערים רבות ברחבי העולם רואות כיום תוצאות טובות יותר כאשר הן מתקנות תאורה סולרית המחוברת לרשתות IoT. למערכות החכמות הללו יש תכונות שימושיות כמו אבחון מרחוק של תקלות ושליחת התראות כשמשהו דורש תשומת לב. לדוגמה, בפרויקט של עיר חכמה בשנה שעברה, שילוב של טכנולוגיית IoT קיצר את הזמן האבוד לנפילות ואת עלות התיקונים בכ-15 אחוז, מכיוון שהמערכת יכלה לחזות מראש על בעיות. מה שעושה את כל זה כל כך משמעותי הוא שהבעיות פוטנציאליות تعالagn זמן רב לפני שהפנסים בשדרות כבים, וכך הרחובות נשארים מאולרים היטב ללא תלות במצב.

ממירים חכמים ומערכות עצמאיות מהרשת

אינברטרים חכמים משחקים תפקיד חשוב בהגברת יעילותם של מערכות תאורה סולריות, על ידי ניהול זרימת האנרגיה דרכן ותרומה לשימוש בר-קיימא באנרגיה. כאשר מותקנים כראוי, תיביות קטנות אלו עוזרות ללוחות הסולריים לפעול ברמה הטובה ביותר, והופכות אנרגית זרם ישר (DC) שנאספה מהלוחות לאנרגית זרם חילופין (AC) שמאפשרת питון יעיל של בתים ועסקים. באזורי פריפריה יש הערכה רבה לאינברטרים חכמים מאחר שהם מספקים חשמל מהימן באזורים שבהם קווי החשמל הרגילים לא מגיעים או נכשלים באופן קבוע. העובדה שמערכות סולריות יכולות לפעול באופן עצמאי מהרשת החשמלית המרכזית משמעותה פחות עומס על הרשת הזו במהלך הפסקות, וכן פחות דלק מאובנים שנשרף להספקת חשמל גיבוי. בעתיד, טכנולוגיה זו תומכת ביוזמות ירוקות ומספקת פתרונות אנרגיה פרקטיים לאנשים החיים רחוק ממרכזי הערים, שמתמודדים לעיתים קרובות עם אספקת חשמל לא אמינה.

פתרונות תאורה סולרית מבוזרים

פנסים סולריים מחוץ לרשת לאזורים כפריים ורחוקים

ברוב אזורי הכפר והרמות בעולם, תאורה סולרית מחוץ לרשת כבר לא רק נוחה – היא הכרח מוחלט כשאינו קיים вообще חשמל. התקנות סולריות אלו משנות רבות בחיי אנשים, מהוותières דרכים בטוחות יותר בלילה ונותנות למשפחות תאורה טובה יותר לצורך קריאה ועבודה לאחר שקיעת החמה, במיוחד באזורים שבהם הדרכים אינן מסוללות ולא הגיעו אליהן קווי חשמל. ניתן להסתכל על העבודה של SolarAid באפריקה כדוגמה טובה – הם שלחו מיליונים של פנסים סולריים קטנים לכפרים ללא חיבור לרשת, ובכך הפחיתו את הסיכונים הבריאותיים הנגרמים מדלקת קרובנה שגורמת לזיהום אוויר פנימי כבד. גם הטכנולוגיה שעומדת מאחורי מערכות אלו ממשיכה להשתכלל: לוחות סולריים חדשים יושבות אור שמש בצורה יעילה יותר וסוללות שמאחסנות טעינה לאורך זמן רב יותר, כך שגם כאשר עבים עוברים במהלך היום, עדיין יש אור בלילה. הקהילות מגלות שהמעבר לסולרי גורם לחיסכון ברפואות הנגרמות מבעיות נשימתיות, ליותר זמן ללימודים במקום איסוף עצים למישורת, ולסיכויים טובים יותר בכלל לכך שילדים יגדלו בריאים ומוסמכים.

مزיצות שמשיות צפות: הרחבת תשתיות אנרגיה מתחדשת

חוות סולאריות הצפות על פני מים הופכות פופולריות יותר ויותר, שכן הן מציעות פתרון חכם לייצור חשמל מבלי לתפוס שטח יקר על הקרקע. אנו מתקינים מערכות אלו על גופי מים שונים, כולל אגמים ומאגרים, שבהם הסביבה הקרירה באופן טבעי גורמת לפאנלים הסולאריים לעבוד טוב יותר. מספר מחקרים מצביעים על כך שהצבת פאנלים על מים יכולה להגדיל את התפוקה שלהם בכ-10%, בעיקר משום שהמים הסובבים אותם שומרים על קרירות. תסתכלו על מה שקורה במקומות כמו סין ויפן - יש להן כבר כמה מתקנים סולאריים צפים מוצלחים. פרויקטים אלו עושים יותר מאשר רק לייצר חשמל; הם מפחיתים את אובדן המים באמצעות אידוי ומפחיתים את זיהום החום במים, וזו חדשות טובות לדגים ולחיים ימיים אחרים. מעבר להרחבת אפשרויות האנרגיה המתחדשת שלנו, מתקנים צפים אלו ממלאים תפקיד בהגנה על משאבי המים שלנו תוך תמיכה במערכות אקולוגיות בריאות מתחת לפני השטח.

פרויקטים של תאורה סולרית הנחגים על ידי הקהילה

כאשר קהילות נוטלות על עצמן את ניהול פרויקטים מטענן של תאורה סולרית, הן משיגות שליטה במצב האנרגיה שלהן ללא תלות בעזרה חיצונית. גישה זו עוזרת ללחום בעוני אנרגטי תוך תמיכה במטרות פיתוח ארוכות טווח. הדרך שבה יוזמות אלו פועלות פשוטה למדי. אנשים מעורבים מהיום הראשון, עוזרים לתכנן היכן תותקן הפאנלים, מתקינים אותם בעצמם, ואז דואגים לתחזוקה כשנדרש. מעורבות מעשית זו גורמת לכולם להרגיש משולבים בתוצאה. קחו לדוגמה את Solar Sister. הם מהדירים נשים ברחבי אפריקה כיצד להתקין ולשמור על מערכות סולריות. מה קורה לאחר מכן? לבתים יש שוב חשמל אמין לאחר שנים ללא חשמל מתמיד. המאמצים הסולריים הקהילתיים האלה מקטינים גם את הצריכה של דלקים מאובנים. משפחות מוציאות פחות כסף על פנסים יקרים של קרוסין או על מחוללי דיזל. ויש עוד דבר שקורה כאן שראוי לציון. ככל שיותר בתים עוברים לאנרגיה נקייה, כפרים שלמים מתחילים לראות הזדמנויות כלכליות טובות יותר ושיפור באיכות החיים בכלל.

עקרונות בר-קיימא בייצור אורות סולריים

חומרים ידידותיים לסביבה ותהליכי ייצור עמידים מבחינה סביבתית

יצרני אורות סולריים ממקדים כיום יותר усилиות בשימוש בחומרים שלא פוגעים בסביבה. שינוי זה נובע מהלחץ האמיתי לצמצם את הפליטות של פחמן באופן כללי. חברות רבות החלו ליישם עקרונות כלכלה מעגלית, כך שמוצריהן מיוצרים מחומרים שניתן למחזר או שמגיעים ממגוון מקורות מתחדשים. כמה שמות בולטים בענף מגלים ייחודי בכך שהם מתנסים בגישה חדשה כמו רכיבי פלסטיק מתפרקים ביולוגית ומתכות שנלקחות באמצעות כרייה אתית. מחקר אחרון של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה מתחדשת מצביע על כך שגישות ירוקות אלו עשויות לצמצם את הפליטות הפחמניות בכ-45%. בעוד שהמספר הזה נשמע מרשים, חשוב ביותר לראות עד כמה החברות חותרות באמת אחר הالتزמות הסביבתיות הללו במהלך פעולות יום יומיות.

התפתחויות בתוכניות מחזור פאנלים סולריים

תחום מחזור לוחות סולריים מתקדם בצעדי ענק כשמדובר בפתרון בעיות פסולת ובעזרה להישארות כדור הארץ בריא יותר. שיטות מחזור חדשות יכולות להפיק כרגע כ-90 עד 95 אחוז מהחומרים המועילים מלוחות סולריים ישנים. משמעות הדבר היא פחות זבל הנמצא במזבלות וריענון גדול יותר של המתכות היקרות והחלקים מהם מורכבים הלוחות. ראו גם תוכניות ברחבי העולם. יוזמת ה-PV Cycle באירופה מבצעת עבודה מצוינת בקנה מידה גדול, בעוד מאמצים דומים כמו Recycle Solar Panels באמריקה מדגימים עד כמה אנו רציניים בנוגע לשימור הכוח הסולרי כנקי. תכניות מחזור אלו עוזרות לצמצם נזק סביבתי שנגרם על ידי התקנות סולריות לאורך זמן

הפחתת הדף הפחמני במערכות תאורה סולריות

הפחתת פליטות הפחמן ממערכות תאורה סולאריות היא ממש חשובה אם אנחנו רוצים ללחום בשינוי האקלים בצורה אפקטיבית. קיימות מספר דרכים שבהן זה יכול לקרות בכל תחומי החיים. כשיצרנים מארגנים מחדש את שרשרות האספקה שלהם ומחליפים למקורות אנרגיה נקיים יותר בייצור, הם עדים ירידה אמיתית בגזי החממה לאורך זמן. גם עסקים וגם ממשלות מתנסים בגישות יצירתיות. קחו למשל את גרמניה כדוגמה – המניע העז שלה להיקסם בטכנולוגיה סולארית עזר לצמצם את הפליטות הפחמן ברחבי המדינה בכ-30 אחוז תוך מספר שנים בלבד. המעבר לאנרגיה מתחדשת עושה פלאים בהפחתת הנזק לאקלים, מה שמסביר מדוע כל כך הרבה קהילות פונות לפתרונות תאורה סולאריים בימינו. חלופות ירוקות אלו לא רק עוזרות להגן על כוכב הלכת שלנו אלא גם מהוות בחירה כלכלית מושכלת לאורך זמן.