ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនផ្នែកបច្ចេកវិទ្យា និងការធ្វើមាត្រដ្ឋានឧស្សាហកម្ម ថ្លៃដើមនៃការផលិតថាមពល photovoltaic (PV) បន្តថយចុះ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាប្រភពថាមពលដ៏សំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍប្រកបដោយចីរភាពនាពេលអនាគត។
សមាសធាតុសំខាន់ៗនៃបច្ចេកវិទ្យា photovoltaic
សមាសធាតុស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យាបង្កើតថាមពល PV គឺកោសិកា PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ ការវិវត្តន៍នៃកោសិកា PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យអាចត្រូវបានបែងចែកជាបីជំនាន់។ ជំនាន់ទីមួយមានកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន; ជំនាន់ទីពីររួមមានកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស្តើង; និងជំនាន់ទីបីរួមបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗដូចជាកោសិកា photovoltaic កំហាប់ខ្ពស់ (HCPV) កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យសរីរាង្គ កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលអាចបត់បែនបាន និងកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានសារធាតុពណ៌។ បច្ចុប្បន្ននេះ កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនគ្របដណ្តប់ទីផ្សារ ខណៈពេលដែលកោសិកាខ្សែភាពយន្តស្តើងកំពុងទទួលបានចំណែកទីផ្សារបន្តិចម្តងៗ។ កោសិកាជំនាន់ទីបីភាគច្រើន លើកលែងតែ HCPV នៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលស្រាវជ្រាវ។
កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន
ក្នុងចំណោមកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន បច្ចេកវិទ្យាស៊ីលីកុនម៉ូណូគ្រីស្តាលីនគឺជាបច្ចេកវិទ្យាចាស់ទុំបំផុត។ ប្រសិទ្ធភាព និងតម្លៃនៃកោសិកាទាំងនេះត្រូវបានជះឥទ្ធិពលជាចម្បងដោយដំណើរការផលិត ដែលរួមមានជំហានដូចជាការចាក់បញ្ចូលបន្ទះដែក ការកាត់បន្ទះបន្ទះស្តើង ការសាយភាយ ការធ្វើវាយនភាព ការបោះពុម្ពលើអេក្រង់ និងការដុត។ កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលផលិតតាមរយៈដំណើរការធម្មតានេះជាធម្មតាសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពបំលែងពន្លឺពី 16-18%។
កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស៊ីលីកុនម៉ូណូគ្រីស្តាលីនមានប្រសិទ្ធភាពបំលែងខ្ពស់បំផុត ប៉ុន្តែក៏មានតម្លៃថ្លៃបំផុតផងដែរ។ កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស៊ីលីកុនប៉ូលីគ្រីស្តាលីនផ្តល់នូវការកាត់បន្ថយថ្លៃដើមដ៏ល្អដោយការផលិតដោយផ្ទាល់នូវដុំស៊ីលីកុនការ៉េទំហំធំដែលសមស្របសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ។ ដំណើរការនេះសាមញ្ញជាង សន្សំសំចៃថាមពល អភិរក្សសម្ភារៈស៊ីលីកុន និងតម្រូវឱ្យមានគុណភាពសម្ភារៈទាបជាង។
ការកាត់បន្ថយថ្លៃដើមនៃកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យអាចសម្រេចបានតាមរយៈយុទ្ធសាស្ត្រសំខាន់ពីរ៖ ការកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់សម្ភារៈ (ឧទាហរណ៍ ការកាត់បន្ថយកម្រាស់បន្ទះស៊ីលីកុន) និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបំលែង។ វិធីសាស្រ្តដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរួមមានការបង្កើនការស្រូបយកពន្លឺ (ឧទាហរណ៍ ការធ្វើវាយនភាពលើផ្ទៃ ថ្នាំកូតប្រឆាំងនឹងការឆ្លុះបញ្ចាំង ការកាត់បន្ថយទទឹងអេឡិចត្រូតខាងមុខ) ការកាត់បន្ថយការរួមបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញនៃសារធាតុផ្ទុកដែលបង្កើតដោយពន្លឺ (ឧទាហរណ៍ ការបញ្ចេញពន្លឺអសកម្ម) និងការកាត់បន្ថយភាពធន់ (ឧទាហរណ៍ ការដូបក្នុងមូលដ្ឋាន បច្ចេកវិទ្យាវាលផ្ទៃខាងក្រោយ)។
ប្រសិទ្ធភាពបំលែងខ្ពស់បំផុតដែលបានកត់ត្រាសម្រាប់កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស៊ីលីកុនម៉ូណូគ្រីស្តាលីនគឺ 24.7% ដែលសម្រេចបានដោយកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យរចនាសម្ព័ន្ធ PERL ពីសាកលវិទ្យាល័យ New South Wales។ លក្ខណៈពិសេសបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗរួមមានកំហាប់ដូបផូស្វ័រទាបនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកុនដើម្បីកាត់បន្ថយការរួមបញ្ចូលគ្នានៃផ្ទៃ ការសាយភាយកំហាប់ខ្ពស់នៅក្រោមអេឡិចត្រូតផ្ទៃខាងមុខ និងខាងក្រោយដើម្បីបង្កើតទំនាក់ទំនងអូមិចល្អ និងការប្រើប្រាស់ហ្វូតូលីថូក្រាហ្វីដើម្បីបង្រួមអេឡិចត្រូតផ្ទៃខាងមុខ ដោយបង្កើនផ្ទៃស្រូបយកពន្លឺ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យានេះមិនទាន់ត្រូវបានធ្វើឧស្សាហូបនីយកម្មនៅឡើយទេ។
បច្ចេកទេសផ្សេងទៀតដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរួមមាន កោសិកាដែលមានចង្អូរលើផ្ទៃ និងបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងត្រឡប់មកវិញ (EWT) របស់ BP Solar។ បច្ចេកទេសទីមួយសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាព 18.3% តាមរយៈការចង្អូរឡាស៊ែរ ដែលកាត់បន្ថយទទឹងនៃអេឡិចត្រូតខាងមុខ និងបង្កើនការស្រូបយកពន្លឺ។ បច្ចេកទេសទីពីរសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាព 21.3% ដោយនាំអេឡិចត្រូតខាងមុខទៅខាងក្រោយ ដែលបង្កើនតំបន់ស្រូបយកពន្លឺ។
កោសិកាសូឡាស្រទាប់ស្តើង
ខណៈពេលដែលកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់លេចធ្លោដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់របស់វា ការកាត់បន្ថយថ្លៃដើមរបស់វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់គឺជាបញ្ហាប្រឈមដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់នៃវត្ថុធាតុដើមស៊ីលីកុន។ កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យស្រទាប់ស្តើង ដែលប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមតិចជាងមុន បានលេចចេញជាជម្រើសសន្សំសំចៃ។ ប្រភេទកោសិកាស្រទាប់ស្តើងសំខាន់ៗរួមមាន កោសិកាស្រទាប់ស្តើងដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន កោសិកាកាដមីញ៉ូម តេលលូរីត (CdTe) និងកោសិកាទង់ដែងអ៊ីនដ្យូម ហ្គាលីញ៉ូម សេលេនីត (CIGS)។
កោសិកាស្រទាប់ស្តើងដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនមានកម្រាស់ត្រឹមតែ 2 មីក្រូម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ ដោយប្រើប្រាស់ប្រហែល 1.5% នៃសម្ភារៈស៊ីលីកុនដែលត្រូវការសម្រាប់កោសិកាស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់។ អាស្រ័យលើចំនួននៃចំណុចប្រសព្វ PN កោសិកាទាំងនេះអាចជាចំណុចប្រសព្វតែមួយ ចំណុចប្រសព្វពីរ ឬចំណុចប្រសព្វច្រើន ដែលកោសិកានីមួយៗអាចស្រូបយករលកពន្លឺថ្ងៃខុសៗគ្នា។ ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតសម្រាប់កោសិកាចំណុចប្រសព្វតែមួយគឺប្រហែល 7% ខណៈដែលកោសិកាចំណុចប្រសព្វពីរអាចឡើងដល់ 10%។
កោសិកាស្រទាប់ស្តើង CdTe ផ្តល់នូវប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាង (រហូតដល់ 12%) ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិស្រូបយកពន្លឺល្អរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខណៈបង្កមហារីកនៃកាដមីញ៉ូម និងទុនបម្រុងធម្មជាតិមានកំណត់នៃតេលូរីញ៉ូម បង្កបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍរយៈពេលវែង។
កោសិកាស្រទាប់ស្តើង CIGS ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាអនាគតនៃបច្ចេកវិទ្យាស្រទាប់ស្តើងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ដោយការកែសម្រួលដំណើរការផលិត ការស្រូបយកពន្លឺរបស់វាអាចត្រូវបានកែលម្អ ដែលនាំឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពបំប្លែងកាន់តែខ្ពស់។ បច្ចុប្បន្ន ប្រសិទ្ធភាពមន្ទីរពិសោធន៍ឈានដល់ 20.1% ខណៈដែលផលិតផលពាណិជ្ជកម្មសម្រេចបាន 13-14% ដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រសិទ្ធភាពបំផុតក្នុងចំណោមកោសិកាស្រទាប់ស្តើង។
កោសិកាជំនាន់ទីបី
តាមទ្រឹស្តី កោសិកាជំនាន់ទីបីអាចសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពបំលែងខ្ពស់។ លើកលែងតែ HCPV ភាគច្រើននៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលស្រាវជ្រាវ។ កោសិកា HCPV ជាធម្មតាប្រើសម្ភារៈ semiconductor III-V ដែលមានភាពធន់នឹងកំដៅខ្ពស់ជាង និងរក្សាប្រសិទ្ធភាពបំលែងខ្ពស់ក្រោមពន្លឺខ្ពស់។ រចនាសម្ព័ន្ធពហុប្រសព្វអនុញ្ញាតឱ្យកោសិកាទាំងនេះផ្គូផ្គងវិសាលគមពន្លឺព្រះអាទិត្យយ៉ាងជិតស្និទ្ធ ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពទ្រឹស្តីរហូតដល់ 68%។ ផលិតកម្មពាណិជ្ជកម្មអាចសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពលើសពី 40%។
កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យត្រូវបានដាក់ជាម៉ូឌុល ហើយកម្មវិធីរបស់វាអាស្រ័យលើលក្ខណៈ និងតម្រូវការទីផ្សាររបស់វា។ កម្មវិធីដំបូងៗរួមមានស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានទំនាក់ទំនង និងផ្កាយរណប ក្រោយមកពង្រីកដល់តំបន់លំនៅដ្ឋានដូចជាដំបូលពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូទាំងនេះ តំបន់ដំឡើងមានកំណត់ និងតម្រូវការដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ ពេញចិត្តម៉ូឌុលស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍរោងចក្រថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យទ្រង់ទ្រាយធំ និងប្រព័ន្ធ photovoltaic រួមបញ្ចូលគ្នាក្នុងអគារ (BIPV) ការពិចារណាលើការចំណាយបាននាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃកម្មវិធីកោសិកាខ្សែភាពយន្តស្តើង។ លក្ខខណ្ឌបរិស្ថាន និងអាកាសធាតុក៏មានឥទ្ធិពលលើការអនុម័តបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងៗគ្នាផងដែរ។
ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យា photovoltaic ថាមពលព្រះអាទិត្យ
ការបំប្លែងវិទ្យុសកម្មព្រះអាទិត្យទៅជាអគ្គិសនីដែលអាចប្រើប្រាស់បានតម្រូវឱ្យមានប្រព័ន្ធ PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យពេញលេញមួយ។ កោសិកា PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យបង្កើតបានជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃប្រព័ន្ធនេះ ដែលក៏រួមបញ្ចូលទាំងឧបករណ៍បម្លែង អាគុយ ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យ និងប្រព័ន្ធចែកចាយផងដែរ។
ចំណាត់ថ្នាក់ និងសមាសភាពប្រព័ន្ធ PV
ប្រព័ន្ធថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាប្រព័ន្ធក្រៅបណ្តាញអគ្គិសនី ឬប្រព័ន្ធភ្ជាប់បណ្តាញអគ្គិសនី។ ប្រព័ន្ធក្រៅបណ្តាញអគ្គិសនីអាចជាប្រព័ន្ធឯករាជ្យ ឬប្រព័ន្ធចម្រុះ។
ប្រព័ន្ធឯករាជ្យជាធម្មតាត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅតំបន់ដាច់ស្រយាល ស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានទំនាក់ទំនង និងភ្លើងបំភ្លឺតាមដងផ្លូវដើរដោយថាមពលព្រះអាទិត្យ ដោយពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើថាមពលព្រះអាទិត្យ។ ពួកវារួមមានម៉ូឌុលព្រះអាទិត្យ ឧបករណ៍បម្លែង ឧបករណ៍បញ្ជា ថ្ម ប្រព័ន្ធចែកចាយ និងប្រព័ន្ធការពាររន្ទះ។ ថ្ម និងឧបករណ៍បញ្ជាប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ថ្លៃដើម និងអាយុកាលរបស់ប្រព័ន្ធ។ ប្រព័ន្ធចម្រុះផ្សំថាមពលព្រះអាទិត្យជាមួយប្រភពផ្សេងទៀតដូចជាម៉ាស៊ីនភ្លើងម៉ាស៊ូត ឬទួរប៊ីនខ្យល់។
ប្រព័ន្ធភ្ជាប់បណ្តាញអគ្គិសនី ដែលត្រូវបានប្រើជាទូទៅសម្រាប់ដំបូលសូឡា និងរោងចក្រថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យទ្រង់ទ្រាយធំ មិនតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍ផ្ទុកទេ ដែលកាត់បន្ថយការចំណាយ។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះរួមមានម៉ូឌុលសូឡា ឧបករណ៍បម្លែង ប្រព័ន្ធចែកចាយ ប្រព័ន្ធការពាររន្ទះ និងប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យ។ បច្ចុប្បន្ន ប្រព័ន្ធភ្ជាប់បណ្តាញអគ្គិសនីមានចំនួន 80% នៃកម្មវិធីសូឡាទាំងអស់។
បច្ចេកវិទ្យាផលិតថាមពល PV ផ្សេងទៀត
ក្រៅពីបច្ចេកវិទ្យាកោសិកា PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យ បច្ចេកវិទ្យាអាំងវឺរទ័រ ការរួមបញ្ចូលបណ្តាញអគ្គិសនី ការផ្ទុក និងការត្រួតពិនិត្យឆ្លាតវៃ គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ប្រព័ន្ធផលិតថាមពល PV៖
ថាមពលទិន្នផលកោសិកាសូឡាប្រែប្រួលទៅតាមអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មព្រះអាទិត្យ ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពមិនទៀងទាត់។ ការរួមបញ្ចូលបណ្តាញអគ្គិសនីទ្រង់ទ្រាយធំអាចប៉ះពាល់ដល់បណ្តាញអគ្គិសនី ដែលធ្វើឱ្យការគ្រប់គ្រងបណ្តាញអគ្គិសនី និងការការពារកោះគឺចាំបាច់។
ទិន្នផលម៉ូឌុលថាមពលព្រះអាទិត្យគឺជាចរន្តផ្ទាល់ (DC) ដែលតម្រូវឱ្យមានការបំប្លែងដែលមានគុណភាពខ្ពស់ទៅជាចរន្តឆ្លាស់ (AC) តាមរយៈអាំងវឺរទ័រ។
ទិន្នផលថាមពលម៉ូឌុលអាចរងផលប៉ះពាល់ដោយកត្តាដូចជាសីតុណ្ហភាព និងម្លប់ ដែលតម្រូវឱ្យត្រួតពិនិត្យប្រព័ន្ធ និងប្រព័ន្ធរោទិ៍។
បច្ចេកវិទ្យាបញ្ជាពីចម្ងាយគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់រោងចក្រថាមពល PV នៅតំបន់ដាច់ស្រយាល។
ប្រទេសចិននាំមុខគេក្នុងការផលិតម៉ូឌុលពន្លឺព្រះអាទិត្យទាក់ទងនឹងគុណភាព និងមាត្រដ្ឋាន។ វិស័យដែលរកប្រាក់ចំណេញខ្ពស់នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មរួមមាន ការបន្សុទ្ធស៊ីលីកុន ឧបករណ៍បម្លែង ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យ និងការផលិតឧបករណ៍ PV។ ការសម្រេចបាននូវភាពជឿនលឿននៅក្នុងវិស័យសំខាន់ៗទាំងនេះ គឺជាបញ្ហាប្រឈមមួយសម្រាប់ឧស្សាហកម្ម PV របស់ប្រទេសចិន។
ស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ន និងទស្សនវិស័យនាពេលអនាគតនៃការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV
ដោយសារតែការចំណាយខ្ពស់ ការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV មិនបានឃើញការអភិវឌ្ឍទ្រង់ទ្រាយធំរហូតដល់ចុងសតវត្សចុងក្រោយ។ ចូលដល់សតវត្សរ៍ទី 21 ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពប្រសើរឡើង និងការថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃការចំណាយ ការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV បានជួបប្រទះនឹងការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដោយសមត្ថភាពដំឡើងបានកើនឡើងជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ សមត្ថភាពដំឡើងប្រចាំឆ្នាំសកលបានកើនឡើងពី 1.4 GW ក្នុងឆ្នាំ 2000 ដល់ 22.8 GW ក្នុងឆ្នាំ 2009។ បណ្តាប្រទេសនៅអឺរ៉ុបដូចជាអាល្លឺម៉ង់ អ៊ីតាលី និងអេស្ប៉ាញ គឺជាទីផ្សារសំខាន់ៗ ដោយសហភាពអឺរ៉ុបមានគម្រោងបង្កើនចំណែកនៃថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យដល់ 12% នៃការផ្គត់ផ្គង់អគ្គិសនីសរុបនៅឆ្នាំ 2020។ ប្រទេសកំពុងអភិវឌ្ឍន៍ដូចជាចិន និងឥណ្ឌាក៏បានដាក់ចេញផែនការអភិវឌ្ឍន៍ពន្លឺព្រះអាទិត្យផងដែរ។ ក្រៅពីស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានទំនាក់ទំនង ដំបូលពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងរោងចក្រថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ PV ឥឡូវនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ចល័តជាច្រើន។
ក្នុងនាមជាប្រភពថាមពលបន្ថែម និងជំនួស បច្ចេកវិទ្យា PV ពន្លឺព្រះអាទិត្យកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាមួយនឹងការថយចុះនៃថ្លៃដើមផលិតកម្ម។ ជាមួយនឹងការរីកចម្រើនផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាជាបន្តបន្ទាប់ ថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ក្នុងនាមជាធនធានស្អាត និងកកើតឡើងវិញ ត្រៀមខ្លួនរួចជាស្រេចដើម្បីក្លាយជាប្រភពថាមពលសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍប្រកបដោយចីរភាព។
