בין אם אתה בונה מערך סולארי קטן להנעת הבית שלך או חווה סולארית תעשייתית, ישנם מספר אתגרים שיש לקחת בחשבון. אלה כוללים הגדלה, אחסון ושימוש בקרקע. החדשות הטובות הן שהאתגרים הללו אינם בלתי עבירים.
חומרים פוטו-וולטאיים
כיום, החומר הנפוץ ביותר בתאי השמש הוא סיליקון גבישי. חומר זה סופג אור באורך גל קרוב לאנרגיה המקסימלית של השמש. יעילות ההמרה של סיליקון גבישי היא בדרך כלל 15 עד 21 אחוזים.
חומרים אחרים נמצאים גם בפיתוח, אך עדיין נמצאים בשלבי מחקר מוקדמים. חומרים אלה עשויים להציע יתרונות על פני סיליקון גבישי, כגון יעילות המרה גבוהה יותר ועלויות ייצור זולות יותר. הם גם עשויים להיות קלים יותר להכנה.
מתפתחים גם תאים סולאריים בעלי סרט דק, שהם קלים וגמישים. לטכנולוגיה זו עלות נמוכה יותר ועשויה לסייע בהגברת היצע חומרי ה-PV.
בנוסף, חוקרים חוקרים חומרים אחרים שעשויים להציע יעילות המרה משופרת ותהליך ייצור יעיל יותר. אלה כוללים פרוסקיטים, חומרים אורגניים ונקודות קוונטיות. השימוש בחומרים אלו נחקר כדי לקבוע את התאמתם לפוטו-וולטאים.
חומרים אלה עשויים להיות יעילים יותר מסיליקון גבישי ויכולים לספק יתרון תחרותי בעתיד. עם זאת, הם עשויים להיות גם קלים יותר לייצור ועשויים להפחית את פליטת גזי חממה.
חומר פוטנציאלי נוסף הוא גליום ארסניד, חומר המציע יעילות משופרת ומבנה רב-צומת. זה גם סגסוגת עם אלומיניום ואינדיום, מה שמאפשר עמידות תרמית גבוהה יותר.
חומרים פוטנציאליים נוספים כוללים נחושת אינדיום גליום דיסליניד (CIGS), חלופה זולה יותר לסיליקון גבישי. יתכן גם שקדמיום טלוריד יאתגר מודולי סיליקון ביעילות.
השימוש בטכנולוגיית אנרגיה לא קונבנציונלית הוכנס על ידי מדינות מפותחות, אך לרוב מוגבל ליישומים מיוחדים. למרות ההתקדמות הללו, מספר מכשולים עדיין מונעים אימוץ של מבני אנרגיה לא קונבנציונליים. אלה כוללים חוסר באנשי מקצוע מוסמכים ומגבלות גיאוגרפיות. אלה בקבוצה עם הכנסה נמוכה יותר עשויים שלא להרשות לעצמם את ההשקעה במערכת PV.
מכשול אפשרי נוסף באימוץ מערכות אנרגיה לא קונבנציונליות הוא חוסר הידע על הטכנולוגיה. זה יכול להפחית את אמון הצרכנים. מלבד מגבלות טכנולוגיות וגיאוגרפיות, יש גם חששות לגבי אמינות הטכנולוגיה.
גישה חדשה להגברת היעילות של תאים סולאריים היא שימוש בתאי טנדם. תאי טנדם עשויים מפערי פס שונים כדי להשיג יעילות מרבית.
אתגר
הגדלה בהתחשב בפיצוץ הריח ששטף את הפלנטה שלנו בעשורים האחרונים, כולנו צריכים ללמוד לחיות עם פחות אנרגיה ופחות פליטות. הדרך הברורה ביותר להשיג את ההישג הזה היא להגדיל את הרשתות החכמות כדי לתמוך בעידן חדש של אנרגיה מתחדשת. כבר בדקנו את הרעיון בפרויקטי פיילוט רבים.
במרדף להשיג את ההישג הזה, הבנק העולמי השיק שירות חדש המשלב את החידושים האחרונים בטכנולוגיה סולארית עם חבילת שירותים כדי להביא את הקסם להמונים. במיוחד, תוכנית Scaling Solar החדשה היא דרך אידיאלית לנצל את המומחיות והמשאבים של הבנק כדי להביא את הקסם לפתח ביתך. תוכנית זו היא שותפות ייחודית בין קבוצת הבנק העולמי ולקוחותיה המאפשרת למפתחי חשמל סולאריים להאיץ את הפיתוח, הפריסה והתפעול של פרויקטים. שירות זה מורכב מחבילת שירותים הכוללת מודל מימון פרויקטים המספק את תנאי המימון הטובים ביותר עבור מפתחי פרויקטים סולאריים. מלבד מימון, Scaling Solar מספקת חבילה מלאה של שירותים כדי להבטיח את פריסת הפרויקט החלקה ביותר האפשרית.
חבילת השירותים של התוכנית תוכננה במיוחד כדי לתת מענה לצרכים של בסיס הלקוחות שלה. חבילת השירותים שלה מורכבת ממערך מקיף של כלים, שירותים ותבניות המאפשרות למפתחים למנף את הטכנולוגיה הסולארית המובילה בעולם לבניית פרויקט סולארי ברמה עולמית. מערך שירותים מקיף עוזר למפתחים למצוא ולהעריך פרויקטים חדשים, להבטיח מימון ולזרז את פיתוח הפרויקט. Scaling Solar סייעה לאפשר יותר ממאה פרויקטים ביותר מתריסר מדינות. אם אתם שוקלים לבנות או לשדרג פרויקט אנרגיה סולארית, פנו עוד היום ל-Scaling Solar. המומחים שלנו יכולים לעזור לך לנווט במבוך שהוא תעשיית השמש העולמית. ייתכן שתתעניין גם במוצרים אחרים שלנו.
השפעות השימוש בקרקע של מערכי PV
סולאריים פיתוח מערכי PV סולאריים להפקת אנרגיה חשמלית ממקור סולארי יכול להשפיע על מערכות אקולוגיות מקומיות ועל שימוש בקרקע. מפתחים סולאריים חייבים לבצע הערכות סביבתיות ולהתייעץ עם קהילות מארחות כדי לקבוע את מיקומי האתרים המתאימים ושיטות העבודה המומלצות עבור פעולות והיתרים של מערך סולארי.
מחקר שנערך על ידי GPI העריך השפעות פוטנציאליות לשימוש בקרקע של מתקנים סולאריים ביבשת ארצות הברית. המחקר בדק 160 מתקנים, שהוערכו לפי סוג טכנולוגיה, קיבולת ושטח. הוא מצא שלרוב המחוזות יש פחות מ-0.5 אחוז משטח האדמה שלהם המוקדש לפיתוח סולארי.
מתקנים סולאריים עלולים לגרום להשפעות סביבתיות וויזואליות, לרבות החזקת מים ונגר, שחיקה, דחיסת קרקע והפרעה לשימושי קרקע קיימים. הם יכולים גם לגרום לזיהום, כולל חלקיקים, שיכולים להיות מזהם משמעותי באזורים סמוכים. למערכות פוטו-וולטאיות צפות יכולות להיות גם השפעות משמעותיות על איכות המים.
מתקני אנרגיה סולארית בקנה מידה שימושי מוגדרים כמתקנים בעלי כושר ייצור של 20 MW ומעלה. הם דורשים שטחים גדולים לאיסוף קרינת השמש. למתקנים אלה יכולות להיות גם השפעות סביבתיות, לרבות זיהום קרקע ומים, איכות אוויר והשפעות תרבותיות.
בנוסף להשפעות הסביבתיות, פיתוח סולארי יכול להשפיע כלכלית על קהילות מקומיות. היזמים עשויים להזדקק להיתרים שונים מוועדות תכנון מקומיות ואזוריות. עמלות אלו עשויות לערער את ההיתכנות הכלכלית לטווח ארוך יותר של פיתוח סולארי, ועשויות לדרוש אישורים שונים לשימוש בקרקע.
פיתוח סולארי הוא שימוש חדש בקרקע, והדעות חלוקות לגבי ערכו. חלק מהחקלאים רואים באנרגיה סולארית השלמת הכנסה טובה, בעוד שאחרים מעלים חששות לגבי בריאות הקרקע. Agrivoltaics הן מערכות דו-שימושיות, המאפשרות לגידולים גידולים מתחת לפאנלים סולאריים. מערכות אלו מאפשרות לגדל גידולים מתחת לפאנלים סולאריים תוך מתן צל לגידולים כדי להגן עליהם מפני השמש. במזרח אפריקה, ניסויים הראו תוצאות מבטיחות.
המחקר גם העריך 160 מתקנים מתוכננים, שהוערכו לפי קיבולת, שטח וסוג טכנולוגיה. הוא מצא כי מתקני חקלאות וסולאריים עלולים להשפיע לרעה על חיות הבר.
המחקר מצא גם שלאנרגיה סולארית בקנה מידה שימושי יכולה להיות השפעות משמעותיות על מים, קרקע, אוויר ומשאבי טבע. השפעות אלו עשויות להשתנות מאוד, בהתאם לסוג המתקן, המיקום ועיצוב המערך.
אתגרי אחסון
שימוש בטכנולוגיות אחסון אנרגיה לאחסון חשמל ממקורות מתחדשים יכול לסייע בהפחתת פליטת גזי חממה. שימוש בחשמל מאוחסן יכול להיעשות להתפרצויות קצרות או לאורך ימים, תלוי בטכנולוגיה.
אחסון אנרגיה יכול לשפר את האמינות והיציבות של הרשת. זה גם יכול לדחות השקעות בתשתיות דור חדש ותמסורת. זה יכול להגביר את האמינות של חיבורים למקורות אנרגיה מתחדשים, כמו שמש. זה גם יכול להפחית את הצורך בייצור חשמל על ידי ניצול של מקורות מתחדשים בתקופות ביקוש לא שיא.
זה יכול לעזור גם באירועי מזג אוויר קיצוניים. זה יכול לנתק את ייצור החשמל והעומס, ולשפר את ויסות התדרים. ניתן להשתמש בו במיקרו-רשתות, ברשתות הפצה או בייצור אנרגיה מתחדשת.
אגירת אנרגיה היא טכנולוגיה חדשה יחסית המנתקת ייצור חשמל ועומס. זה יכול לשפר את אמינות הרשת, לשפר את ויסות התדרים ולהגביר את האמינות של חיבורים למקורות אנרגיה מתחדשים. זה יכול גם לשפר את יציבות הרשת ואת האבטחה.
טכנולוגיית אגירת אנרגיה היא כלי מרכזי לשילוב ייצור אנרגיה מתחדשת עם רשת החשמל. ניתן להשתמש בו בייצור אנרגיה מתחדשת, בהולכה וברשתות הפצה. זה יכול לשמש גם כדי לספק שירותים נלווים. שירותים אלה כוללים איזון, ויסות תדרים, בקרת תדרים ברשת ובקרת עומסי חלוקה.
אגירת האנרגיה צפויה לגדול משמעותית בשנים הקרובות. משרד האנרגיה עשה מספר מאמצים לשיפור עלויות האחסון. היא גם פרסמה כללים מוצעים לטיפול בחסמים בשוק הסיטונאי.
בארצות הברית יש מעל 700 פרויקטי אחסון בעיצומם. צפוי שעד 2024, בארצות הברית יהיו 5.4 גיגה וואט של אחסון. מספרים אלו נמוכים יחסית ליכולת ייצור החשמל הכוללת בעולם.
אגירת אנרגיה היא חלק חשוב במהפכת האנרגיה המתחדשת. הביקוש הגובר למקורות אנרגיה מתחדשים, יחד עם היעדר יכולת להתאים בין היצע וביקוש בקנה מידה גדול, הוא כוח מניע לאחסון. אגירת אנרגיה חיונית לא רק לשילוב אנרגיה מתחדשת, היא גם הכרחית ליעילות אנרגטית. אחסון הוא קריטי לאמינות הרשת, במיוחד במערכות חשמל גדולות.