Iyadoo la horumarinayo tignoolajiyada iyo ballaarinta warshadaha, qiimaha korontada dhaliya ee loo yaqaan 'photovoltaic (PV)' ayaa sii yaraanaya, taasoo ka dhigaysa ilo tamar oo muhiim u ah horumarka waara mustaqbalka.
Qaybaha Muhiimka ah ee Tiknoolajiyadda Foornada
Qaybta ugu muhiimsan ee tiknoolajiyada soo saarista tamarta PV waa unugga PV-ga qorraxda. Horumarka unugyada PV-ga qorraxda waxaa loo qaybin karaa saddex jiil. Jiilka koowaad wuxuu ka kooban yahay unugyada qorraxda ee ku salaysan silicon; jiilka labaad wuxuu ka kooban yahay unugyada qorraxda ee khafiifka ah; jiilka saddexaadna wuxuu ka kooban yahay teknoolojiyado cusub sida unugyada photovoltaic (HCPV) ee xoogga badan, unugyada qorraxda ee dabiiciga ah, unugyada qorraxda ee dabacsan, iyo unugyada qorraxda ee dareenka midabaysan leh. Hadda, unugyada qorraxda ee ku salaysan silicon ayaa suuqa xukuma, halka unugyada filimada khafiifka ah ay si tartiib tartiib ah u helayaan saamiga suuqa. Inta badan unugyada jiilka saddexaad, marka laga reebo HCPV, wali waxay ku jiraan marxaladda cilmi-baarista.
Unugyada Qorraxda ee ku Salaysan Silikoon
Unugyada qorraxda ee ku salaysan silikoon, tignoolajiyada silikoon ee monocrystalline ayaa ah tan ugu bisil. Waxtarka iyo kharashka unugyadan waxaa inta badan saameeya habka wax soo saarka, oo ay ku jiraan tallaabooyinka sida shubka ingot, jarista wafer-ka, faafinta, qaab-dhismeedka, daabacaadda shaashadda, iyo sintering-ka. Unugyada qorraxda ee lagu soo saaro habkan caadiga ah waxay caadi ahaan gaaraan hufnaan beddelaad sawireed oo ah 16-18%.
Unugyada qorraxda ee silikoon monocrystalline waxay leeyihiin hufnaan beddelaad oo ugu sarreysa laakiin sidoo kale waa kuwa ugu qaalisan. Unugyada qorraxda ee silikoon polycrystalline waxay bixiyaan qiimo dhimis wanaagsan iyagoo si toos ah u soo saaraya ingots silikoon oo cabbir weyn leh oo ku habboon wax soo saarka tirada badan. Habkani waa mid fudud, wuxuu keydiyaa awoodda, wuxuu ilaaliyaa walxaha silikoon, wuxuuna u baahan yahay tayo hoose oo agab ah.
Yaraynta kharashka unugyada qorraxda waxaa lagu gaari karaa laba xeeladood oo waaweyn: yareynta isticmaalka walxaha (tusaale ahaan, yareynta dhumucda wafer silicon) iyo kordhinta hufnaanta beddelka. Hababka lagu xoojinayo hufnaanta waxaa ka mid ah kordhinta nuugista iftiinka (tusaale ahaan, qaab-dhismeedka dusha sare, dahaarka ka hortagga milicsiga, yaraynta ballaca elektroodka hore), yaraynta dib-u-mideynta sideyaasha sawir-qaadista (tusaale ahaan, passivation-ka soo saara), iyo yaraynta iska caabbinta (tusaale ahaan, doping-ka maxalliga ah, tignoolajiyada goobta dusha sare ee dambe).
Waxtarka ugu sarreeya ee la diiwaan geliyay ee unugyada qorraxda ee silicon monocrystalline waa 24.7%, taasoo ay gaartay unugyada qorraxda ee qaab-dhismeedka PERL ee Jaamacadda New South Wales. Astaamaha muhiimka ah ee tignoolajiyada waxaa ka mid ah fiirsashada fosfooraska oo hooseysa oo ku taal dusha sare ee silicon si loo yareeyo isku-darka dusha sare, faafinta xoogga badan ee hoos timaada elektroodhada dusha sare ee hore iyo gadaal si loo sameeyo xiriiro ohmic oo wanaagsan, iyo isticmaalka sawir-qaadista si loo yareeyo elektroodhada dusha sare ee hore, taasoo kordhinaysa aagga nuugista iftiinka. Si kastaba ha ahaatee, tignoolajiyadani weli lama warshadayn.
Farsamooyin kale oo lagu hagaajinayo hufnaanta waxaa ka mid ah unugyada dusha sare ee BP Solar iyo tiknoolajiyada xiriirka dambe (EWT). Kan hore wuxuu gaarayaa hufnaan dhan 18.3% iyada oo loo marayo jeexdinta laysarka, taas oo yaraynaysa ballaca elektroodhada hore waxayna kordhisaa nuugista iftiinka. Kan dambe wuxuu gaarayaa hufnaan dhan 21.3% isagoo elektroodhada hore u keenaya dhabarka, taasoo kordhinaysa aagga nuugaya iftiinka.
Unugyada Qorraxda ee Khafiifka ah
In kasta oo unugyada qorraxda ee silikoonku ay ku badan yihiin waxtarkooda sare, haddana hoos u dhigista kharashkooda si weyn ayay u adag tahay sababtoo ah qiimaha sare ee walxaha silikoon. Unugyada qorraxda ee silikoonku ku yar yahay, kuwaas oo isticmaala walxo yar, ayaa soo baxay beddel kharash-ool ah. Noocyada ugu muhiimsan ee unugyada khafiifka ah waxaa ka mid ah unugyada filimada khafiifka ah ee ku salaysan silikoon, unugyada cadmium telluride (CdTe), iyo unugyada indium gallium selenide (CIGS) ee copper.
Unugyada khafiifka ah ee ku salaysan silikoonku waxay dhumucdoodu tahay 2 maykrometer oo keliya, iyagoo isticmaalaya qiyaastii 1.5% walxaha silikoon ee looga baahan yahay unugyada silikoon ee kirismaska ah. Iyada oo ku xidhan tirada isku-xidhka PN, unugyadani waxay noqon karaan isku-xidh hal-hal ah, isku-xidh laba-geesood ah, ama isku-xidh badan, mid walbana wuxuu awood u leeyahay inuu nuugo hirarka qorraxda ee kala duwan. Waxtarka ugu sarreeya ee unugyada isku-xidhka hal-hal ah waa qiyaastii 7%, halka unugyada isku-xidhka laba-geesoodka ah ay gaari karaan 10%.
Unugyada khafiifka ah ee CdTe waxay bixiyaan hufnaan sare (ilaa 12%) sababtoo ah sifooyinka wanaagsan ee nuugista iftiinka. Si kastaba ha ahaatee, dabeecadda kansarka ee cadmium iyo kaydka dabiiciga ah ee xaddidan ee tellurium waxay keenaan caqabado horumarineed oo muddo dheer ah.
Unugyada dhuuban ee CIGS waxaa loo arkaa mustaqbalka tiknoolajiyada dhuuban ee waxtarka sare leh. Iyadoo la hagaajinayo habka wax soo saarka, nuugista iftiinka ayaa la hagaajin karaa, taasoo horseedaysa hufnaan beddelka oo sare. Waqtigan xaadirka ah, hufnaanta shaybaarku waxay gaartaa 20.1%, halka alaabada ganacsigu ay gaaraan 13-14%, taasoo ka dhigaysa kuwa ugu waxtarka badan unugyada dhuuban.
Unugyada Jiilka Saddexaad
Aragti ahaan, unugyada jiilka saddexaad waxay gaari karaan hufnaan sare oo beddelka ah. Marka laga reebo HCPV, intooda badan wali waxay ku jiraan marxaladda cilmi-baarista. Unugyada HCPV waxay caadi ahaan isticmaalaan walxaha semiconductor-ka III-V, kuwaas oo leh iska caabin kulayl oo sarreeya isla markaana ilaaliya hufnaan sare oo beddelka ah marka la eego iftiiminta sare. Qaab-dhismeedka isku-xidhka badan ayaa u oggolaanaya unugyadan inay si dhow ula jaanqaadaan iftiinka qorraxda, iyadoo hufnaanta aragtiyeed ay gaarayso ilaa 68%. Wax soo saarka ganacsigu wuxuu gaari karaa hufnaan ka badan 40%.
Unugyada qorraxda waxaa lagu soo koobay modules, codsigooduna wuxuu ku xiran yahay astaamahooda iyo baahida suuqa. Codsiyada hore waxaa ka mid ahaa saldhigyada isgaarsiinta iyo dayax-gacmeedyada, kuwaas oo markii dambe ku fiday meelaha la deggan yahay sida saqafka sare ee qorraxda. Xaaladahan, meelaha rakibidda xaddidan iyo baahiyaha cufnaanta tamarta sare ayaa doorbiday modules silicon crystalline ah. Iyadoo la horumarinayo warshadaha tamarta qorraxda ee waaweyn iyo photovoltaics-ka dhismaha ee isku dhafan (BIPV), tixgelinta kharashka ayaa horseeday kordhinta codsiyada unugyada filimada khafiifka ah. Xaaladaha deegaanka iyo cimilada ayaa sidoo kale saameeya qaadashada teknoolojiyada kala duwan.
Codsiyada Tiknoolajiyada Qorraxda ee loo yaqaan 'Fotovoltaic Technology'
U beddelka shucaaca qorraxda koronto la isticmaali karo waxay u baahan tahay nidaam PV oo dhammaystiran oo qorraxda ah. Unugyada PV ee qorraxda ayaa sameeya aasaaska nidaamkan, kaas oo sidoo kale ku jira qalabka wax lagu beddelo, baytariyada, nidaamyada la socodka, iyo nidaamyada qaybinta.
Kala-soocidda iyo Halabuurka Nidaamka PV
Nidaamyada PV-ga ee qorraxda waxaa loo kala saaraa inay yihiin kuwo ka baxsan shabakadda ama kuwo ka xiran shabakadda. Nidaamyada ka baxsan shabakadda waxay noqon karaan kuwo kaligiis ah ama kuwo isku dhafan.
Nidaamyada kali-talisnimada ah waxaa badanaa loo isticmaalaa meelaha fogfog, saldhigyada isgaarsiinta, iyo nalalka waddooyinka ee qorraxda, iyagoo gebi ahaanba ku tiirsan tamarta qorraxda. Waxaa ka mid ah modules-ka qorraxda, inverters-ka, kontaroolayaasha, baytariyada, nidaamyada qaybinta, iyo ilaalinta hillaaca. Baytariyada iyo kontaroolayaashu waxay si weyn u saameeyaan kharashka nidaamka iyo cimriga. Nidaamyada isku-dhafan waxay isku daraan tamarta qorraxda iyo ilo kale sida matoorada naaftada ama marawaxadaha dabaysha.
Nidaamyada isku xidha shabaqyada, oo badanaa loo isticmaalo saqafka sare ee qoraxda iyo warshadaha korontada ee PV-ga ee waaweyn, uma baahna qalab kaydin, taasoo yaraynaysa kharashyada. Nidaamyadan waxaa ka mid ah modules-ka qorraxda, inverters-ka, nidaamyada qaybinta, ilaalinta hillaaca, iyo nidaamyada la socodka. Hadda, nidaamyada isku xidha shabaqyada ayaa ah 80% dhammaan codsiyada qorraxda.
Tiknoolajiyada kale ee Korontada PV
Marka laga soo tago tiknoolajiyada unugyada PV ee qorraxda, tignoolajiyada inverter-ka, is-dhexgalka shabakadda, kaydinta, iyo la socodka caqliga leh ayaa muhiim u ah nidaamyada soo saarista tamarta PV:
Awoodda wax soo saarka unugyada qorraxda way kala duwan tahay iyadoo ku xiran xoogga shucaaca qorraxda, taasoo keenta isku-dhafka shabakadda baaxadda weyn waxay saameyn kartaa shabakadda, taasoo ka dhigaysa xakamaynta shabakadda iyo ilaalinta jasiiradaha inay muhiim tahay.
Soo saarista module-ka qorraxda waa koronto toos ah (DC), taasoo u baahan beddel tayo sare leh oo loogu beddelo koronto beddel ah (AC) iyada oo loo marayo inverters.
Wax soo saarka korontada ee module-ka waxaa saameyn kara arrimo sida heerkulka iyo hadhka, oo lagama maarmaan u ah la socodka nidaamka iyo nidaamyada digniinta.
Tiknoolajiyadda xakamaynta fog ayaa muhiim u ah warshadaha korontada ee PV ee meelaha fogfog.
Shiinaha ayaa hormuud ka ah wax soo saarka module-ka qorraxda marka la eego tayada iyo baaxadda. Meelaha faa'iidada badan leh ee silsiladda warshadaha waxaa ka mid ah nadiifinta silicon, inverters-ka, nidaamyada la socodka, iyo soo saarista qalabka PV. Gaaritaanka horumarro laga sameeyay meelahan muhiimka ah waa caqabad ku ah warshadaha PV-ga ee Shiinaha.
Xaaladda Hadda Jirta iyo Mustaqbalka ee Soo saarista Korontada Qorraxda ee PV
Sababo la xiriira kharashka badan, soo saarista korontada qorraxda ma aysan arkin horumar ballaaran ilaa dhammaadkii qarnigii la soo dhaafay. Iyada oo la galayo qarnigii 21-aad, iyadoo hufnaan la hagaajiyay iyo kharashyada si degdeg ah hoos ugu dhacay, soo saarista korontada qorraxda ee PV waxay la kulantay kobac degdeg ah, iyadoo awoodda rakibaadda ay kordhayso sannad kasta. Awoodda rakibaadda ee sannadlaha ah ee adduunka ayaa ka kacday 1.4 GW sannadkii 2000 ilaa 22.8 GW sannadkii 2009. Dalalka Yurub sida Jarmalka, Talyaaniga, iyo Spain waa suuqyo waaweyn, iyadoo Midowga Yurub uu qorsheynayo inuu kordhiyo saamiga tamarta qorraxda ilaa 12% wadarta guud ee korontada marka la gaaro 2020. Dalalka soo koraya sida Shiinaha iyo Hindiya ayaa sidoo kale bilaabay qorshayaal horumarineed oo qorraxda ah. Marka laga reebo saldhigyada saldhigga isgaarsiinta, saqafka sare ee qorraxda, iyo warshadaha korontada ee PV, soo saarista korontada qorraxda ee PV hadda si weyn ayaa loogu isticmaalaa aaladaha kala duwan ee moobaylka.
Iyada oo ah ilo tamar dheeraad ah iyo mid kale oo beddel ah, tignoolajiyada PV-ga qorraxda ayaa si xawli ah u koraysa, iyadoo kharashyada wax soo saarka ay hoos u dhacayaan. Iyada oo ay socdaan horumarka tignoolajiyada, tamarta qorraxda, oo ah kheyraad nadiif ah oo la cusboonaysiin karo, ayaa diyaar u ah inay noqoto ilo tamar oo muhiim u ah horumarka waara.
