Bi pêşketinên teknolojîk û mezinkirina pîşesaziyê re, lêçûna hilberîna enerjiya fotovoltaîk (PV) berdewam kêm dibe, û ew wekî çavkaniyek enerjiyê ya girîng ji bo pêşkeftina domdar di pêşerojê de bi cih dike.
Pêkhateyên Sereke yên Teknolojiya Fotovoltaîk
Pêkhateya bingehîn a teknolojiya hilberîna enerjiya PV xaneya PV ya rojê ye. Pêşveçûna xaneyên PV yên rojê dikare di sê nifşan de were dabeş kirin. Nifşa yekem ji xaneyên rojê yên li ser bingeha silîkonê pêk tê; nifşa duyem xaneyên rojê yên fîlm-tenik dihewîne; û nifşa sêyem teknolojiyên nû yên wekî xaneyên fotovoltaîk ên bi konsantrasyona bilind (HCPV), xaneyên rojê yên organîk, xaneyên rojê yên nerm, û xaneyên rojê yên bi boyaxê hesas dihewîne. Niha, xaneyên rojê yên li ser bingeha silîkonê li sûkê serdest in, di heman demê de xaneyên fîlm-tenik hêdî hêdî para bazarê digirin. Piraniya xaneyên nifşa sêyem, ji bilî HCPV, hîn jî di qonaxa lêkolînê de ne.
Pîlên Rojê yên Li ser Sîlîkonê
Di nav şaneyên rojê yên li ser bingeha silîkonê de, teknolojiya silîkona monokrîstalîn herî pêşketî ye. Karîgerî û lêçûna van şaneyan bi giranî ji hêla pêvajoya çêkirinê ve bandor dibe, ku gavên wekî avêtina îngotan, perçekirina waferê, belavbûn, teksturkirin, çapkirina ekranê û sinterkirin vedihewîne. Şaneyên rojê yên ku bi rêya vê pêvajoya kevneşopî têne hilberandin bi gelemperî karîgeriya veguherîna fotoelektrîkî ya 16-18% bi dest dixin.
Pîlanên rojê yên silîkonê yên monokrîstalîn xwedî karîgeriya veguherînê ya herî bilind in lê di heman demê de herî biha ne. Pîlanên rojê yên silîkonê yên polîkrîstalîn bi çêkirina rasterast a îngotên silîkonê yên çargoşe yên mezin ên ku ji bo hilberîna girseyî guncan in, kêmkirinek baş a lêçûnê pêşkêş dikin. Ev pêvajo hêsantir e, enerjiyê teserûf dike, materyalê silîkonê diparêze, û kalîteya materyalê ya kêmtir hewce dike.
Kêmkirina lêçûna şaneyên rojê dikare bi du stratejiyên sereke were bidestxistin: kêmkirina xerckirina materyalê (mînak, kêmkirina qalindahiya wafera silîkonê) û zêdekirina karîgeriya veguherînê. Rêbazên ji bo zêdekirina karîgeriyê ev in: zêdekirina vegirtina ronahiyê (mînak, tekstûrkirina rûberê, pêçandina dij-refleks, kêmkirina firehiya elektroda pêşiyê), kêmkirina ji nû ve kombînasyona hilgirên fotoçêkirî (mînak, pasîvkirina emîter), û kêmkirina berxwedanê (mînak, dopîngkirina herêmî, teknolojiya zeviya rûbera paşîn).
Bilindtirîn karîgeriya veguherînê ya tomarbûyî ji bo şaneyên rojê yên silîkonê yên monokrîstalîn %24.7 e, ku ji hêla şaneya rojê ya bi avahiya PERL ji Zanîngeha New South Wales ve hatî bidestxistin. Taybetmendiyên sereke yên teknolojîk ev in: konsantrasyona kêm a dopîngkirina fosforê li ser rûyê silîkonê da ku ji nû ve kombînasyona rûyê kêm bike, belavbûna konsantrasyona bilind di bin elektrodên rûyê pêş û paşîn de da ku têkiliyên ohmîk ên baş çêbike, û karanîna fotolîtografiyê ji bo tengkirina elektrodên rûyê pêş, û zêdekirina qada vegirtina ronahiyê. Lêbelê, ev teknoloji hîn nehatiye pîşesazîkirin.
Teknîkên din ên ji bo baştirkirina karîgeriyê şaneyên teksturkirî yên rûberî yên xêzkirî û teknolojiya paş-têkiliyê (EWT) ya BP Solar in. Ya berê bi rêya xêzkirina lazerê, ku firehiya elektrodên pêşiyê kêm dike û vegirtina ronahiyê zêde dike, karîgeriya 18.3% bi dest dixe. Ya paşîn bi anîna elektrodên pêşiyê ber bi paş ve, ku qada vegirtina ronahiyê zêde dike, karîgeriya 21.3% bi dest dixe.
Şaneyên Rojê yên Fîlma Tenik
Her çiqas şaneyên rojê yên silîkona krîstalî ji ber karîgeriya xwe ya bilind serdest bin jî, ji ber bihayê bilind ê madeya silîkonê, kêmkirina lêçûna wan bi girîngî dijwar e. Şaneyên rojê yên fîlma zirav, ku materyalê kêmtir bikar tînin, wekî alternatîfek lêçûn-bandor derketine holê. Cureyên sereke yên şaneyên fîlma zirav şaneyên fîlma zirav ên li ser bingeha silîkonê, şaneyên kadmiyûm tellûrîd (CdTe), û şaneyên sifir û îndyûm gallyûm selenîd (CIGS) ne.
Şaneyên fîlmên zirav ên li ser bingeha silîkonê tenê 2 mîkrometre stûr in, û bi qasî %1.5ê madeya silîkonê ya ku ji bo şaneyên silîkona krîstalîn hewce ye bikar tînin. Li gorî hejmara girêdanên PN, ev şane dikarin yek-girêdan, du-girêdan, an pir-girêdan bin, ku her yek dikare dirêjahiya pêlên cûda yên tîrêjên rojê bigire. Karîgeriya herî bilind ji bo şaneyên yek-girêdan dora %7 e, lê şaneyên du-girêdan dikarin bigihîjin %10.
Ji ber taybetmendiyên xwe yên baş ên vegirtina ronahiyê, şaneyên fîlma zirav ên CdTe karîgeriyeke bilindtir (heta 12%) pêşkêş dikin. Lêbelê, xwezaya kanserojenîk a kadmiyûmê û rezervên xwezayî yên sînorkirî yên telluriumê ji bo pêşveçûna demdirêj pirsgirêkên bingehîn çêdikin.
Şaneyên fîlma tenik ên CIGS wekî pêşeroja teknolojiya fîlma tenik a bi karîgeriya bilind têne hesibandin. Bi sererastkirina pêvajoya çêkirinê, vegirtina wan a ronahiyê dikare were baştir kirin, ku dibe sedema karîgeriya veguherînê ya bilindtir. Niha, karîgeriya laboratîfê digihîje %20.1, lê hilberên bazirganî digihîjin %13-14, ku wan di nav şaneyên fîlma tenik de dike yên herî karîger.
Hucreyên Nifşê Sêyem
Ji aliyê teorîkî ve, şaneyên nifşa sêyemîn dikarin karîgeriya veguherînê ya bilind bi dest bixin. Ji bilî HCPV, piraniya wan hîn jî di qonaxa lêkolînê de ne. Şaneyên HCPV bi gelemperî materyalên nîvconductor III-V bikar tînin, ku berxwedana germê ya bilindtir heye û di bin ronîkirina bilind de karîgeriya veguherînê ya bilind diparêzin. Strukturên pir-girêdanê dihêlin ku ev şane bi spektruma rojê re nêzîk bibin, bi karîgeriya teorîk heya 68%. Hilberîna bazirganî dikare karîgeriya ji 40% jortir bi dest bixe.
Pîlên rojê di nav modulan de têne pêçan, û sepandina wan bi taybetmendî û daxwazên bazarê ve girêdayî ye. Serlêdanên destpêkê stasyonên bingehîn ên ragihandinê û peykên peykê dihewîne, paşê berfireh dibin bo deverên niştecîbûnê yên wekî banên rojê. Di van senaryoyan de, deverên sazkirinê yên sînorkirî û hewcedariyên dendika enerjiya bilind modulên silîkona krîstalî tercîh kirin. Bi pêşkeftina santralên enerjiya rojê yên mezin û fotovoltaîkên entegrekirî yên avahiyan (BIPV), nirxandinên lêçûnê bûne sedema zêdebûna sepanên pîlên fîlma zirav. Şert û mercên jîngeh û avhewayê jî bandorê li pejirandina teknolojiyên cûda dikin.
Bikaranînên Teknolojiya Fotovoltaîk a Tavê
Veguherandina tîrêjên rojê bo elektrîka bikêrhatî pêdivî bi pergaleke fotovoltaîk a rojê ya temam heye. Şaneyên fotovoltaîk ên rojê bingeha vê pergalê pêk tînin, ku di heman demê de înverter, pîl, pergalên çavdêriyê û pergalên belavkirinê jî dihewîne.
Dabeşkirin û Pêkhatina Sîstema PV
Sîstemên fotovoltaîk ên rojê wekî bê şebekeyê û bi şebekeyê ve girêdayî têne dabeş kirin. Sîstemên bê şebekeyê dikarin serbixwe an jî hîbrîd bin.
Sîstemên serbixwe bi gelemperî li deverên dûr, stasyonên bingehîn ên ragihandinê û roniyên kolanan ên rojê têne bikar anîn, bi tevahî xwe dispêrin enerjiya rojê. Ew modulên rojê, înverter, kontrolker, batarya, pergalên belavkirinê û parastina birûskê dihewînin. Batarya û kontrolker bandorek girîng li ser lêçûn û temenê pergalê dikin. Sîstemên hîbrîd enerjiya rojê bi çavkaniyên din ên wekî jeneratorên mazotê an turbînên bayê re dikin yek.
Sîstemên girêdayî torê, ku bi gelemperî ji bo banên enerjiya rojê û santralên enerjiya PV yên di pîvana mezin de têne bikar anîn, alavên hilanînê hewce nakin, û lêçûnan kêm dikin. Ev sîstem modulên enerjiya rojê, înverter, pergalên belavkirinê, parastina birûskê û pergalên çavdêriyê dihewînin. Niha, pergalên girêdayî torê ji sedî 80ê hemî sepanên enerjiya rojê pêk tînin.
Teknolojiyên Din ên Hilberîna Enerjiya PV
Ji bilî teknolojiya şaneya fotovoltaîk a rojê, teknolojiya înverter, entegrasyona torê, hilanîn û çavdêriya jîr ji bo pergalên hilberîna enerjiya fotovoltaîk girîng in:
Hêza derana pîlên rojê li gor şîddeta tîrêjên rojê diguhere, û dibe sedema bêserûberiyê. Entegrasyona torê ya di pîvanek mezin de dikare bandorê li torê bike, û kontrola torê û parastina ji giravbûnê girîng dike.
Derana modula rojê herika rasterast (DC) ye, ku hewceyê veguherîna kalîteya bilind bo herika alternatîf (AC) bi rêya înverteran e.
Derana hêza modulê dikare ji hêla faktorên wekî germahî û siya ve bandor bibe, ku pêdivî bi pergalên çavdêriya pergalê û alarmê çêdike.
Teknolojiya kontrolkirina ji dûr ve ji bo santralên elektrîkê yên PV li deverên dûr pir girîng e.
Çîn di warê kalîte û pîvanê de di hilberîna modulên rojê de pêşeng e. Di zincîra pîşesaziyê de deverên qezenc-bilind paqijkirina silîkonê, înverter, pergalên çavdêriyê û çêkirina alavên fotovoltaîk hene. Bidestxistina pêşketinan di van deverên sereke de ji bo pîşesaziya fotovoltaîk a Çînê dijwariyek e.
Rewşa Niha û Perspektîfên Pêşerojê yên Hilberîna Enerjiya PV ya Rojê
Ji ber lêçûnên zêde, hilberîna enerjiya fotovoltaîk a rojê heta dawiya sedsala borî pêşkeftinek mezin nedît. Bi ketina sedsala 21-an re, bi karîgeriya çêtir û lêçûnên ku bi lez kêm dibin, hilberîna enerjiya fotovoltaîk a rojê mezinbûnek bilez dît, û kapasîteya sazkirî salane zêde dibe. Kapasîteya sazkirî ya salane ya cîhanî ji 1.4 GW di sala 2000-an de gihîştiye 22.8 GW di sala 2009-an de. Welatên Ewropî yên wekî Almanya, Îtalya û Spanya bazarên sereke ne, û YE plan dike ku heya sala 2020-an para enerjiya rojê zêde bike heya 12% ji dabînkirina tevahî ya elektrîkê. Welatên pêşkeftî yên wekî Çîn û Hindistanê jî planên pêşkeftina enerjiya rojê dane destpêkirin. Ji bilî stasyonên bingehîn ên ragihandinê, banên enerjiya rojê û santralên elektrîkê yên fotovoltaîk, hilberîna enerjiya fotovoltaîk a rojê niha bi berfirehî di gelek cîhazên mobîl de tê bikar anîn.
Teknolojiya enerjiya rojê ya fotovoltaîk, wekî çavkaniyek enerjiya temamker û alternatîf, bi lez pêş dikeve, û lêçûnên hilberînê kêm dibin. Bi pêşketinên teknolojîk ên berdewam re, enerjiya rojê, wekî çavkaniyek paqij û nûjenkirî, amade ye ku bibe çavkaniyek enerjiyê ya sereke ji bo pêşkeftina domdar.
