على مدار عامين، كان عالم الخلايا الكهروضوئية مزدهرًا: في عام 2023، من الممكن أن يكون هناك 650 ألف منزل مجهز، مقارنة بـ 393 ألفًا فقط قبل 5 سنوات. وفي عام 2023، سيتم تركيب أكثر من 100 ألف منشأة جديدة للطاقة الشمسية. كما أن مجال المناورة هائل، حيث أن 2 إلى 3% فقط من المنازل التي تتمتع بقدرات الطاقة الشمسية مجهزة بالفعل بألواح شمسية في فرنسا. وبطبيعة الحال، فإن ارتفاع أسعار الكهرباء له علاقة بالموضوع. بالإضافة إلى الزيادة في عدد المنشآت، يعد هذا أيضًا مجالًا يتطور كثيرًا لتحسين الإنتاجية باستمرار أو إيجاد وسائل جديدة لإنتاج الطاقة. والعديد من المشاريع تبحث في النوافذ الكهروضوئية.
الخلايا الكهروضوئية الحالية: تقنية مجربة
لقد تحدثنا بالفعل بإسهاب عن الخلايا الكهروضوئية، سواء كانت أ تركيب الألواح الكهروضوئية على السطح، أو “تقليدي”، أو عبر محطات الطاقة الشمسية التي تعمل بنظام التوصيل والتشغيل، والتي يمكنك وضعها ببساطة على شرفتك على سبيل المثال. التكنولوجيا هي نفسها. لقد أصبح الآن ميسور التكلفة للغاية، وقد أثبت نفسه إلى حد كبير. ومع الزيادات المتتالية في أسعار الكهرباء خلال العامين الماضيين، انخفض العائد على الاستثمار إلى النصف.
باختصار، لم يعد أمام الخلايا الكهروضوئية الكثير لتثبته. إنه يعمل وهو مربح.
ومع ذلك، يمكن انتقاد أمرين بشأن الخلايا الكهروضوئية التقليدية:
- لا تزال بحاجة إلى أشعة الشمس الجيدة للإنتاج. بالطبع، يخبرنا الجميع أننا بحاجة إلى الضوء “فقط”. لكن اليوم المشمس سينتج بالطبع أكثر بكثير من مجرد يوم غائم للغاية.
- لا يمكن لبعض المباني تركيب الألواح الشمسية، بسبب اللوائح (لا سيما “Bâtiments de France” الشهيرة).
النوافذ الكهروضوئية: إضافة واعدة للغاية
النوافذ الكهروضوئية، وهي ابتكار حقق تقدمًا كبيرًا خلال العقد الماضي، تقدم منظورًا جديدًا حول كيفية التقاط طاقة الشمس واستخدامها. في حين أن الألواح الشمسية التقليدية كانت منذ فترة طويلة هي المعيار لإنتاج الطاقة المتجددة، فإن النوافذ الكهروضوئية تقدم نفسها كإضافة مبتكرة وجمالية.
ولعمل هذه النوافذ، تقوم النوافذ الكهروضوئية بدمج الخلايا الشمسية في زجاج النافذة، مما يحول ضوء الشمس إلى كهرباء مع السماح للضوء المرئي بالمرور من خلاله. تستخدم هذه التقنية غالبًا الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، مثل السيليكون غير المتبلور أو المواد العضوية، والتي يمكن جعلها شبه شفافة أو ملونة لتناسب جمالية المبنى.
لديهم العديد من المزايا:
- التكامل الجمالي: على عكس الألواح الشمسية التقليدية، يمكن دمج النوافذ الكهروضوئية بشكل جمالي في تصاميم المباني، دون المساس بالهندسة المعمارية.
- إنتاج الطاقة في الموقع: توفر إمكانية إنتاج الكهرباء مباشرة حيث يتم استهلاكها، وبالتالي تقليل خسائر الطاقة المرتبطة بالنقل من محطة توليد الكهرباء.
- استغلال المساحة: تتيح النوافذ الكهروضوئية استغلال المناطق التي لا تستخدم عادة لإنتاج الطاقة، وبالتالي زيادة إمكانات الطاقة في المباني دون الحاجة إلى مساحة إضافية.
- تقليل البصمة الكربونية: من خلال توليد الكهرباء المتجددة، فإنها تساعد على تقليل البصمة الكربونية للمباني.
تعمل العديد من الشركات المصنعة على هذه التكنولوجيا منذ عدة سنوات. لدينا على سبيل المثال:
- أونيكس سولار: تعتبر هذه الشركة المصنعة رائدة في مجال الزجاج الكهروضوئي، حيث تقدم حلولاً للواجهات والأسقف والمظلات بالإضافة إلى النوافذ. لا تتيح منتجاتها إنتاج الطاقة فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين العزل الحراري والصوتي.
- Physee: قامت Physee بتطوير PowerWindow، وهي نوافذ تولد الكهرباء مع الحفاظ على الشفافية. تجمع هذه النوافذ المبتكرة بين الجمال والوظيفة، مما يوفر حلاً متكاملاً للطاقة للمباني الحديثة.
- الطاقة في كل مكان: قامت هذه الشركة بتطوير تقنية النوافذ الكهروضوئية الشفافة، التي تلتقط الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء لإنتاج الكهرباء مع السماح للضوء المرئي بالمرور.
- inQs: شوهد خلال معرض CES الأخير الشهر الماضي، حيث تلقى أيضًا أ جائزة الابتكار، يختلف SQPV عن الألواح الشمسية التقليدية من خلال قدرته على التقاط ليس فقط الضوء المرئي ولكن أيضًا الطيف غير المرئي، مثل الأشعة تحت الحمراء. تتيح هذه الميزة إنتاج الطاقة حتى في الإضاءة المنخفضة أو في الأيام الملبدة بالغيوم، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للبيئات الحضرية حيث قد يكون الوصول المباشر إلى ضوء الشمس محدودًا.
على الرغم من أن هذه التكنولوجيا مثيرة للاهتمام للغاية، إلا أنها لا تخلو من العيوب:
- كفاءة أقل: تتميز النوافذ الكهروضوئية بشكل عام بكفاءة أقل مقارنة بالألواح الشمسية التقليدية بسبب شفافيتها وطبيعة المواد المستخدمة. نحن نتحدث عمومًا عن سعة تبلغ حوالي 20% من اللوحة التقليدية.
- التكلفة: يمكن أن تكون التكلفة الأولية لتركيب النوافذ الكهروضوئية مرتفعة، على الرغم من أنه يمكن تعويض ذلك على المدى الطويل من خلال توفير الطاقة.
- القيود الفنية: نظرًا لأن التكنولوجيا جديدة نسبيًا، فلا تزال هناك قيود فنية يجب التغلب عليها، خاصة عندما يتعلق الأمر بتحسين الكفاءة والاستدامة.
وبالتالي، فهي ليست تقنية تهدف إلى استبدال الألواح الكهروضوئية التقليدية، بل هي بمثابة مكمل لتحسين إنتاج المباني.
المستقبل: بناء موفر للطاقة
تمثل النوافذ الكهروضوئية تقدما كبيرا في مجال الطاقة الشمسية، حيث تقدم حلا مكملا للألواح الشمسية التقليدية. وعلى الرغم من وجود تحديات يجب التغلب عليها، لا سيما من حيث الكفاءة والتكلفة، فإن إمكانات هذه التكنولوجيا لتحويل المباني إلى منتجي طاقة نظيفة ومكتفية ذاتياً هائلة. مع استمرار تطور التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، قد تصبح النوافذ الكهروضوئية عنصرًا قياسيًا في تصميم المباني الموفرة للطاقة في المستقبل.
