تاریخچه تولید و توسعه پنل خورشیدی

پنل خورشیدی زمینه ساز تغییری بزرگ در صنعت تولید انرژی است که روز به روز توسعه داده می شود و محققان تکنولوژی های جدیدی را به بازار معرفی می کنند. تاریخچه پنل خورشیدی، داستان نوآوری هایی است که از قرن ۱۹ میلادی شروع شده است. در ادامه با مجله خبری و آموزشی سولارنیرو همراه باشید.

انرژی خورشیدی در قرن ۱۹ میلادی

در سال ۱۸۳۹، دانشمند فرانسوی ادموند بکرل توانست اثر فتوولتاییک را در سن ۱۹ سالگی کشف کند. او متوجه شد که الکترون ها در باند هدایت می توانند توسط انرژی خارجی، حرکت کنند و در نتیجه موجب تولید جریان الکتریکی می شود. اما این نتایج شناخته شده نبود تا زمانی که آلبرت اینشتاین مقاله ای در مورد قدرت انرژی خورشیدی که سرانجام موجب دریافت جایزه نوبل در سال ۱۹۲۲ توسط این دانشمند شد.

اولین پنل خورشیدی توسط چالرز فریت در سال ۱۸۸۳ اختراع شد که از یک لایه نازک سلنیوم و یک لایه بسیار نازک طلا تشکیل شده بود. سلول خورشیدی ساخته شده می توانست انرژی الکتریکی را با راندمان حدود ۱ درصد تولید نماید. این اختراع زمینه ساز نوآوری ها و تولیدات گسترده پنل خورشیدی به صورت جهانی شد.

انرژی خورشیدی در قرن ۲۰ میلادی

عصر انرژی خورشیدی در سال ۱۹۵۰ و بعد از تمرکز ویژه لابراتوار های علمی در جهت توسعه سلول خورشیدی شروع شد. اولین پیشرفت مهم مربوط به دانشمندانی بود که توانستند راندمان سلول خورشیدی را به ۴ درصد برسانند. همچنین دولت آمریکا سرمایه گذاری های سنگینی در این حوزه انجام داد و سرانجام حوالی سال های ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۰ میلادی، تولید کننده های پنل خورشیدی به صورت تجاری شروع به تولید سلول خورشیدی و پنل خورشیدی نمودند. اما مشکل اصلی این بود که قیمت سلول ها و پنل ها برای مصرف کننده ها بالا بود و در نتیجه دانشمندان تلاش کردند با توسعه تکنولوژی تللاش کردند روز به روز قیمت سلول خورشیدی را کاهش دهند.

در تصویر زیر می توانید یک نمونه از سلول P-N-EMF مربوط به پنل خورشیدی را مشاهده کنید. این سلول در سال ۱۹۴۱ توسط راسل اول به عنوان اولین سلول P-N معرفی شد.

همچنین عکس زیر مربوط به تبلیغات پنل خورشیدی در سال ۱۹۵۶ در یک مجله با تیتر باتری خورشیدی بل است.

انرژی برق خورشیدی در قرن ۲۱

در سال ۱۹۵۰ میلادی حداکثر ۱ وات پنل خورشیدی در سطح جهان تولید شده بود اما خیلی سریع و در قرن ۲۱ تنها ۵۰ سال بعد و پس از توسعه های گسترده در صنعت سیلیکون و برق خورشیدی، امروزه پنل خورشیدی و برق خورشیدی انرژی مصرفی بیش از میلیون ها خانه را تامین می نماید. ظرفیت پنل خورشیدی نصب شده در سطح جهان در حال حاضر به ۷۲۸ گیگا وات می رسد و بر اساس پیش بینی ها این مقدار در سال ۲۰۲۶ میلادی به ۱۶۴۵ گیگاوات خواهد رسید.

انرژی خورشیدی نشان داد که به سرعت قیمت ساخت و تولید سلول خورشیدی رو به کاهش است. به طور مثال قیمت سیلیکون سلول خورشیدی در سال ۱۹۵۰ چیزی در حدود ۷۶ دلار بر حسب هر وات محاسبه شده که این مقدار در سال ۲۰۲۱ چیزی در حدود ۰.۲ دلار بر حسب وات است. از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹ میلادی، قیمت سلول ها به طرز چشمگیری کاهش یافت که می توانید نمودار کاهش آن را بر حسب سال در تصویر زیر مشاهده کنید.

یکی از مهم ترین دلایل این کاهش قیمت، استفاده از اتوماسیون توسط کارخانه های بزرگ تولید پنل خورشیدی است که بسیار موثر واقع شد و سبب شد ضایعات تولید به شدت کاهش پیدا کند و نتیجه این کار کاهش ۹۰ درصدی قیمت در بازه ۱۰ ساله ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۰ شده است.

امروزه سه نوع پنل خورشییدی با نام های مونوکریستال، پلی کریستال و تین فیلم در بازار موجود است که نوع تین فیلم به دلیل استفاده از متریال متفاوت دارای راندمان پایین و مزیت ها و معایب مربوط به خود است.

آینده انرژی خورشیدی

برق خورشیدی امروزه در جایگاه ویژه ای در جهان قرار گرفته است. بر اساس اطلاعات بدست آمده از سازمان اطلاعات صنعت انرژی SEIA در دهه گذشته، صنعت انرژی خورشیدی بیش از ۳۵ درصد رشد داشته است و همچنان در حال رشد است. افزایش توان پنل خورشیدی از ۲۵۰ وات به ۵۰۰ وات در دهه گذشته سبب شده است هزینه کلی نیروگاه برق خورشیدی کاهش یابد.

یکی از کلیدی ترین چالش های پیش روی تولید کننده پنل خورشیدی، کاهش هزینه و همچنین افزایش راندمان است. تولید کنندگان با تغییر تکنولوژی و همچنین استفاده از ترکیبات مختلف در سلول خورشیدی، تا حدی راندمان را افزایش داده اند اما همچنان در چند سال گذشته به غیر از چند تکنولوژی خاص، راندمان تغییر چندانی پیدا نکرده است و بسیاری از تکنولوژی ها با محدودیت رو به رو شده اند.

منبع: تاریخچه و توسعه پنل خورشیدی

در این نوشته سعی شد تا به صورت خلاصه شما عزیزان را با تاریخچه صنعت تولید پنل خورشیدی آشنا نماییم. برای مطالعه نوشته هایی از این دست می توانید به مجله خبری و آموزشی سولارنیرو مراجعه نمایید. در این بخش از سایت سعی شده تا به مطالب آموزشی کاربردی و همچنین اخبار روز صنعت خورشیدی پرداخته شود.