لأن سخانات الماء تستهلك أقل من 10 بالمائة من الطاقة الإجمالية، فإن معظم الطاقة المطلوبة، وبخاصة الكهرباء، يمكن توفيرها فقط من خلال الخلايا الكهروضوئية أو وسائل أخرى لتوليد الكهرباء من الشمس. وبالمقارنة بسخانات الماء الشمسية، فإن القدرة الإجمالية للخلايا الكهروضوئية الشمسية المركبة في العالم أقل بكثير. ففي عام 2008، رُكب GWp  6.08 من الخلايا الكهروضوئية في العالم. ووصل التركيب التراكمي في عام 2008 إلى 15GWp. ويوضح الشكل - التركيب ومعدل النمو السنويين للعالم ككل من عام 1990 إلى عام 2008.

كما هو واضح، يمثل التركيب فيما يتعلق بواط الذروة من الخلايا الكهروضوئية فقط نحو عشر ذلك الخاص بسخانات الماء الشمسية والعامل المحدد هنا ببساطة هو العامل الاقتصادي. على الرغم من أن الخلايا الشمسية العملية اخترعت في عام 1954 فقد كانت تكلفة التصنيع عالية جدًّا، وكانت التطبيقات الرئيسية هي الفضاء والمجالات العسكرية وفي أواخر سبعينيات القرن العشرين وأوائل ثمانينياته، ونتيجة للتحفيز الذي قدمه قانون الطاقة الوطنية، تحقق

شكل 1 : تركيب الخلايا الكهروضوئية الشمسية فيما بني عام ْي 1990 و.2008 التخطيط العمودي: التركيب السنوي العاملي للألواح الكهروضوئية الشمسية. املنحنى الفراغي: معدل النمو السنوي. املصدر: «صناعة الخلايا الكهروضوئية الشمسية»، تقرير «التوقعات العاملية» لعام ،2008 مصرف دويتشه بنك.  تطور هائل في الكفاءة والتكلفة؛ ارجع إلى الشكل 1 واستمر الانخفاض التدريجي

في تكلفة تصنيع الخلايا الشمسية في تسعينيات القرن العشرين وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ففي عام 2003 ، انخفض سعر الخلية الشمسية لكل واط ذروة ليصل إلى 6.50 دولارات، لكن الكهرباء المولدة من الشمس ما زالت أغلى بكثير من تلك المولدة من مصادر الطاقة التقليدية، وبخاصة الفحم والطاقة المائية، التي يتراوح سعرها بين 0.05 و kWh/0.105. وبتضمين الحوامل والعواكس والمعدات المطلوبة، وصلت تكلفة الألواح الشمسية المركبة لكل Wp في عام 2003 إلى نحو 10 دولارات. ويوضح الجدول 1 تكلفة توليد 1kWh من الطاقة الكهربية من خلال خلايا شمسية في مناطق ذات معدلات تشميس مختلفة.

من أجل تشجيع استخدام الطاقة الشمسية في تسعينيات القرن العشرين سنت الكثير من الدول الأوروبية «قانون تعريفة   الإمداد بالطاقة المتجددة» الذي يضمن وصول الطاقة الكهربية المولدة من أي نظام كهروضوئي شمسي لشبكة التغذية الرئيسية بعد شرائه بسعر يعتمد على تكلفته. يمكن أن تصل مدة ضمانات الشراء هذه إلى 20 أو 25 عاما، لكن السعر يمكن أن ينخفض طبقًا للانخفاضات المتوقعة في التكلفة. وسع القانون على نحو كبير سوق الخلايا الكهروضوئية الشمسية، لكنه تسبب أيضًا في تذبذبات غير متوقعة. على سبيل المثال، في عام 2007، رفعت إسبانيا سعر شراء الطاقة من النظم الكهروضوئية 

جدول : 1 التكلفة لكل kWh من الكهرباء املولدة من الشمس ملختلف الحالات.

مع ذلك، فإن الزيادة الهائلة في الطلب فيما بين عامي 2007 و 2008 ساعدت على حدوث انتعاش غير مسبوق في صناعة الخلايا الشمسية خاصة في الولايات المتحدة الأمريكية وآسيا. وهنا برز ثانية دور وفورات الحجم في شكل التكامل الرأسي. هناك تكامل رأسي في شركة فيرست سولر الأمريكية بمعنى أنها تُصمِّم وتُصنع بنفسها الوحدات المطلوبة لإنتاج الخلايا الشمسية؛ ومن ثَم فإن قدرتها الإنتاجية تزيد بسرعة. هناك أيضًا تكامل رأسي كبير في شركة ينجلي سولر الصينية التي مقرها مدينة باودينج، وشركة رينيوابل إنرجي النرويجية، اللتين تعدان من أهم مُصنِّعي الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون المتعدد البلورات، لدرجة أنهما بدأتا بإنتاج السيليكون الخام من مناجم السيليكا وانتهتا بتركيب الألواح الشمسية في عام 2009، أنتج 49 بالمائة من الخلايا الشمسية في العالم.

شكل2 سعر الخلايا الشمسية من موردين كبيرين لها فيما بين عامي 2007 و2010. يعرض الشكل البيانات الحالية والمتوقعة الخاصة باثنين من كبار مصنِّعي الخلايا الشمسية. تعد شركة فيرست سولر أكبر مصنع في العالم للخلايا الشمسية ذات الأغشية الرفيعة المصنوعة من تيلوريد الكادميوم وكبريتيد الكادميوم. وتُعد شركة ينجلي أكبر مصنع في العالم للخلايا الشمسية متعددة البلورات وهي تُعد أيضًا واحدة من كبرى الشركات المنتجة للخلايا الشمسية في العالم فيما يتعلق بالتكامل الرأسي. المصدر: «صناعة الخلايا الكهروضوئية الشمسية»، تقرير التوقعات العالمية لعام 2008، مصرف دويتشه بنك.

في الصين وتايوان، وكان أغلبها خلايا شمسية مصنعة من السيليكون المتعدد البلورات ذات كفاءة عالية. يوضح الشكل 2إحصائيات شركتي فيرست سولر وينجلي. كما هو موضح في عام 2009 انخفضت تكلفة تصنيع الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرفيعة المصنوعة من تيلوريد الكادميوم الخاصة بشركة فيرست سولر إلى 0.805  $ /Wp ، ووصل سعر التجزئة الخاص بها إلى $ /1.505Wp  وبلغت تكلفة تصنيع الخلايا الشمسية المصنعة من السيليكون المتعدد البلورات الخاصة بشركة ينجلي ذات نسبة الكفاءة القريبة من 20 بالمائة Wp $  1.505 ووصل سعر التجزئة الخاص بها إلىWp $ 25. ومن المتوقع أن تقل التكلفة والسعر على نحو مستمر في الأعوام القادمة مؤخرًا، أعلنت شركة ينجلي أن سعر بيع الألواح الشمسية التي من السيليكون المتعدد البلورات سيقل عن (Wp $ 15وفقًا لإحصائيات مصرف دويتشه بنك وتحليله، ونظرًا للتأثير المجمع للزيادة الكبيرة في القدرة على إنتاج الخلايا الشمسية والركود في عام 2009 انخفض سعر الخلايا الشمسية في السوق الدولية على نحو كبير. وحدثت هزة عنيفة في الصناعة، فيما يتعلق بموردي السيليكون النقي والخلايا الشمسية. وبعد فترة وجيزة من وفرة العرض، سيقل

سعر الخلايا الشمسية لمستوى تكون عنده تكلفة الكهرباء المولدة من الشمس قريبة من تلك المولدة، على سبيل المثال، من محطات الكهرباء العاملة بالفحم؛ أي ستصل إلى ما يُطلق عليه «تكافؤ الشبكة يعتمد إيقاع الوصول إلى تكافؤ الشبكة على الوضع المحلي؛ ومن ثم هو يختلف من مكان لآخر. فبالنسبة للأماكن التي تكلفة الكهرباء بها عالية مثل هاواي وكونيتيكت وكاليفورنيا ونيويورك، وبخاصة الأماكن التي بها معدل تشميس عال، ستصل الخلايا الشمسية إلى تكافؤ الشبكة على نحو أسرع، أما بالنسبة للمناطق التي أسعار الكهرباء بها منخفضة، مثل ويست فيرجينيا ووسط غرب الصين، وبخاصة الأماكن ذات معدل التشميس المنخفض، فستصل على نحو أبطأ، لكن الاتجاه الذي تزيد فيه تكلفة الكهرباء المولدة من الوقود الحفري وتقل فيه تكلفة الكهرباء المولدة من الشمس حتمي. وستحل الكهرباء المولدة من الشمس تدريجيا محل تلك المولدة من الوقود الحفري. يوضح الشكل 3 معدلات النمو السنوي المتوسط لمصادر الطاقة المتجددة فيما بين

عامي 2002 و 2006، كما أفادت شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين  كما هو موضح، يتجاوز بنحو واضح معدل النمو المتوسط للخلايا الكهروضوئية الشمسية الموصلة بشبكة الكهرباء، الذي يصل إلى أكثر من 60 بالمائة، ذلك الخاص بمصادر الطاقة الأخرى في عام 2006، كانت نسبة الخلايا الكهروضوئية الشمسية 0.07 بالمائة

وهي نسبة ضئيلة جدًّا، لكن إذا استطاع معدل النمو الخاص بالخلايا الكهروضوئية في المستقبل الحفاظ على نسبة الأربعين بالمائة، ففي غضون 20 عاما، أو بحلول عام 2030، ستوفر تلك الخلايا أكثر من 50 بالمائة من الطاقة المطلوبة.

الشكل  3 : معدلات النمو السنوي المتوسط لمصادر الطاقة المتجددة فيما بين عامي 2002 و 2006 يتجاوز بكثير معدل النمو السنوي للخلايا الكهروضوئية الشمسية الموصلة بشبكة الكهرباء ذلك الخاص بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى، وحتى ذلك الخاص بمصادر الطاقة التقليدية. لكن في المستقبل إذا استطاع معدل نمو تلك الخلايا الحفاظ على نسبة الأربعين بالمائة، ففي غضون 20 عاما، أو بحلول عام 2030، ستوفر 50 بالمائة من الطاقة المطلوبة، وتصبح مصدر الطاقة الرئيسي. المصدر: تقرير الوضع العالمي لمصادر الطاقة المتجددة لعام 2007»، شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الحادي والعشرين .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

العتبة العباسية المقدسة: أكثر من 50 ألف نخلة في مشروع الحزام الأخضر الجنوبي الثاني

جناح العتبة العباسية المقدسة في معرض بغداد الدولي للكتاب يشهد أقبالًا واسعًا

مؤسّسة الوافي تهدي النسخة النهائية من موسوعة فتوى الدفاع الكفائي لعددٍ من المؤسّسات

اختتام فعاليات البرنامج المركزي الأسبوعي لمنتسبي العتبة العباسية المقدسة

المزيد

الآخبار الصحية

الأطعمة الحارة.. "سر صغير" يغير صحة قلبك وعقلك

وباء صامت.. الملايين حول العالم مصابون بالسكري دون أن يعلموا !

لماذا ينصح بتناول تفاحة يوميا؟

8 فواكه طبيعية تمنحك نوما هنيئا.. وتخلصك من الأرق

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ثلاث علامات على وجود مشاكل خطيرة في محرك السيارة ؟

ماذا نعرف عن اللقاح الروسي ضد السرطان؟

مركبة فضاء تعثر على دليل عن وجود حياة قديمة على المريخ

لتدريب الذكاء الاصطناعي.. الصين تخطط لإنشاء شبكة حوسبة موحدة

المزيد

مواضيع ذات صلة

الامتصاصية والانعكاسية والنفاذية

توليد الطاقة الكهربائية الشمسية الفولتضوئية

أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية

ميلاد الخلايا الشمسية الحديثة

لمحة عن الخلايا الكهروضوئية الشمسية

سخانات الماء الشمسية حول العالم

نموذج عمل شركة هيمين

التطور التقني ووفورات الحجم للتكنلوجيا الشمسية

الخلايا الشمسية الخلايا الضوئية (Solar Cells):

طيف الاشعة الشمسية وطبيعتها

تولد الطاقة الشمسية

أهمية الطاقة الشمسية الإشعاعية الحرارية