نظرًا لقدرات التطوير المتزايدة والتكاليف المنخفضة ، أصبحت تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح (مثل وحدات الخلايا الشمسية الموجودة على الأسطح المستخدمة في المنازل والمباني التجارية والصناعية) هي أسرع تقنيات توليد الطاقة تطوراً. وفقًا لتقرير جديد ، تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050 ، يمكن أن تلبي التكنولوجيا الكهروضوئية 25-49 ٪ من الطلب العالمي على الكهرباء.
على الرغم من هذه التوقعات ، لا يزال التقييم العالمي لإمكانات توليد الطاقة والتكاليف المرتبطة بهذه التكنولوجيا يمثل تحديًا ، ويحاول التقرير الجديد إكمال هذا التحدي.
قام فريق البحث ، بما في ذلك المؤلف الرئيسي سيدهارث جوشي ، إلى جانب زملاء من جامعة كوليدج كورك (UCC) ، والبروفيسور برايان جالاتشوير ، والدكتور بول هولواي ، وزملاء من إمبريال كوليدج لندن ، وجامعة كولومبيا ، وجامعة أحمد أباد ، بتقييم الإمكانات العالمية والتكاليف المرتبطة بتوليد الطاقة الكهروضوئية على الأسطح. رسم المؤلف خريطة مساحة السطح العالمية البالغة 130 مليون كيلومتر مربع ، واستخدم خوارزمية جديدة للتعلم الآلي لتحديد مساحة السطح البالغة 200000 كيلومتر مربع ، ثم حلل مناطق السطح هذه لتحديد إمكانات توليد الطاقة العالمية لتوليد الطاقة الكهروضوئية على الأسطح.
وجد المؤلفون أن تكلفة 40-280 دولارًا أمريكيًا لكل ميغاواط ساعة يمكن أن تحقق القدرة العالمية البالغة 27PWh سنويًا. تتمتع آسيا وأمريكا الشمالية وأوروبا بأكبر إمكانات لتوليد الطاقة. من بينها ، الهند لديها أقل تكلفة لتحقيق إمكانات الكهرباء عند 66 دولارًا أمريكيًا لكل ميجاوات / ساعة والصين بسعر 68 دولارًا أمريكيًا لكل ميجاوات / ساعة ، في حين أن المملكة المتحدة والولايات المتحدة من بين الدول ذات التكاليف الأعلى. يعتقد المؤلف أن إمكانات توليد الطاقة للوحدات الشمسية على الأسطح تتجاوز إجمالي استهلاك الطاقة العالمي السنوي في عام 2018. ومع ذلك ، فإن إمكاناتها المستقبلية ستعتمد على تطوير وتكلفة حلول تخزين الطاقة.
قال سيدهارث جوشي ، الباحث في جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا:&مثل ؛ لأول مرة ، قمنا بدمج البيانات الضخمة والتعلم الآلي وأنظمة المعلومات الجغرافية لتحليل الخصائص المكانية والزمانية للخلايا الكهروضوئية على الأسطح العالمية بدقة أعلى. سيساعد هذا البحث على تحسين الطاقة العالمية للخلايا الكهروضوئية على الأسطح. التمثيل في النظام.&مثل ؛
خلص المؤلفون إلى أن النتائج التي توصلوا إليها سيكون لها تأثير مهم على التنمية المستدامة والجهود المبذولة للتخفيف من تغير المناخ. على الصعيد العالمي ، كان هناك ما يقرب من 800 مليون شخص بدون كهرباء في عام 2018 ، وكان معظمهم يعيشون في المناطق الريفية.
قال المؤلف المشارك البروفيسور Brian Ó Gallachóir:&مثل ؛ إن إمكانية وصول الطاقة الشمسية على الأسطح إلى 27PWh مهمة للغاية. وبالمقارنة ، في عام 2019 ، بلغ إجمالي استهلاك الكهرباء لجميع الأسر في العالم 6 باسكال / ساعة. ستعقد المملكة المتحدة الشهر المقبل مؤتمر تغير المناخ العالمي. هذه النتائج جاءت في وقتها المناسب. لا يساعد توليد الطاقة الكهروضوئية على الأسطح في تقليل الانبعاثات فحسب ، بل يسمح أيضًا لأصحاب المنازل بالمشاركة مباشرة في انتقال الطاقة.&مثل ؛
علق كبير المؤلفين الدكتور جيمس جلين:&مثل ؛ يمكن أن تساعد البيانات العامة الناتجة عن هذه الدراسة في تحديد الاستثمارات في أنظمة الطاقة الخالية من الكربون وتحديد موقعها وتحديد أولوياتها. من خلال رسم خرائط عالمية عالية الدقة للخلايا الشمسية الكهروضوئية على الأسطح ، يمكن لبنوك التنمية في البلدان النامية ووكالات الطاقة أن تفهم دور هذه التكنولوجيا في تعزيز العمل المناخي ، والوصول إلى الطاقة النظيفة بأسعار معقولة ومجالات التنمية المستدامة الأخرى.&مثل ؛
قالت الدكتورة شيفيكا ميتال ، مساعدة أبحاث الطاقة ونماذج التقييم الشامل في معهد جرانثام في إمبريال كوليدج لندن ، "في السنوات العشر الماضية ، انخفضت تكلفة توليد الكهرباء من وحدات الأسقف الشمسية بشكل كبير. ستساعد بياناتنا الجديدة الحكومات والمنظمات والشركات على تحديد النقاط الساخنة للطاقة الشمسية.&# 39 ؛ يمكنهم حشد استثمارات جديدة لهذه النقاط الساخنة ، مما سيساعد في تسريع تطبيق الطاقة الشمسية.&مثل ؛
تعاون هؤلاء الباحثون من جامعة UCC&# 39؛ s SFI Energy، Climate and Ocean Research Center MaREI Institute مع شركاء بحث دوليين ونشروا نتائج أبحاثهم في مجلة Nature Communications.