יבמ מפתחת טכנולוגיית ייצור חדשה וזולה לתאים סולאריים המייצרים אנרגיה חשמלית

הפיתוח המתבצע במעבדות המחקר של יבמ מתמקד בתהליכים, חומרים וציוד המותאמים לייצור תאים סולאריים מסוג CIGS – ראשי תיבות אנגליים של החומרים נחושת, אינדיום, גאליום סלנייד

תא שמש, מתוך ויקיפדיה
תא שמש, מתוך ויקיפדיה

יבמ וחברת טוקיו אוהקה קוגיו   (Tok)מיפאן משתפות פעולה בפיתוח שיטות חדשות וזולות להפקת אנרגיה סולארית בתהליכים יעילים ונוחים יותר לשימוש ולהפעלה בהשוואה לטכנולוגיות המוכרות כיום.

הפיתוח המתבצע במעבדות המחקר של יבמ מתמקד בתהליכים, חומרים וציוד המותאמים לייצור תאים סולאריים מסוג CIGS – ראשי תיבות אנגליים של החומרים נחושת, אינדיום, גאליום סלנייד.

העלויות הגבוהות של תאים סולאריים המבצעים המרה ישירה של אור השמש לחשמל, בהשוואה להפקת חשמל באמצעים אחרים, מונעות כיום את הרחבת השימוש באנרגיה סולארית.

טכנולוגיית שכבות דקות Thin Film, מתקדמת, דוגמת CIGS, נתפסת כהבטחה הגדולה של תחום האנרגיה הסולארית, ובעלת פוטנציאל גבוהה להפחית את עלויות התא הסולארי והחשמל המופק בו.

חוקרי יבמ פיתוח תהליך ייצור חדשני, ללא צורך בשימוש בריק (ואקום), המבוסס על שימוש בתמיסות מיוחדות לצורך בניית תאים סולאריים מסוג CIGS – בתהליך הדומה בכמה מעקרונותיו לתהליך הייצור של שבבי מחשב.

יעילות הפקת הזרם בתאים החדשים גבוהה במיוחד, והיא עומדת על 15% ומעלה: 15% מהאנרגיה של אור השמש הופכת בסופו של דבר לחשמל. לצורך ההשוואה, יש לציין כי היעילות הממוצעת של תאים סולאריים בטכנולוגיות קיימות נעה סביב 6-12% לכל היותר.

הטכנולוגיה של יבמ משולבת טכנולוגיות הציפוי המתקדמות של החברה היפאנית, המייצרת זה שנים ארוכות חומרי גלם לתהליכי הייצור של מוליכים למחצה ומסכי LCD.

תאים סולאריים בטכנולוגיית שכבות דקות, Thin Film בסביבת CIGS מאפשרת לבנות פנלים סולאריים דקים פי מאה בהשוואה לתאים המבוססים על פרוסות סיליקון, ולשלבם בזכוכית זולה – הכל על מנת להבטיח עלויות נמוכות מאי-פעם של תאים פוטו-וולטאיים.

יתרון נוסף של הטכנולוגיה החדשה הוא האפשרות לשלב את התאים הסולאריים המבוססים עליה גם על גבי תשתית אחורית גמישה, המותאמת למשטחים דוגמת בניינים, חלונות ניתנים להטייה ומשטחים אחרים. תהליך בניית התאים המבוסס על שימוש בתמיסה מאפשר "הדפסה" של מערך קליטת אנרגיה סולארית על גבי מודולים גמישים אותם ניתן לגלגל סביב עצמם, או על ישירות גבי משטחי זכוכית, תוך חיסול הצורך בתהליכי ייצור עתירי זמן ואנרגיה הנדרשים בשיטות הייצור המסורתיות.

מעבדות המחקר והפיתוח של יבמ עוסקות בארבעה תחומים עיקריים בעולם התאים הפוטו-וולטאיים: החוקרים בוחנים טכנולוגיות קיימות בדרך לפיתוח תאים סולאריים זולים יותר ויעילים יותר המבוססים על סילירון, מפתחים פתרונות ייצור חדשים המבוססים על שימוש בתמיסות, בוחנים תאים המבצעים תהליך ריכוז של אור השמש לצורך העלאת תפוקת האנרגיה מכל יחידת שטח נתונה, וחוקרים את האפרויות הנפתחות בזכות זמינותן של טכנולוגיות ייצור חדשות המבוססות על ננו-טכנולוגיה, דוגמת הטבעת נקודות בדיוק קוונטי במוליכים למחצה, וננו-חיווט של קווי הולכת זרם מיקרוסקופיים, ברמת השבב.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

7 תגובות

  1. קראתי במגאזין "כחול" (על יכטות וימאות)על ניסיונות של לא מעט שנים ליצי תאים סולארים גמישים,על מנת להצמידם למפרשים,ששטחם נע בין 60 מ'ר עד לכ 130 מ'ר בערך,שזה המווווווווון אנרגיה סולארית.בית ממוצע זקוק לשטח עד 25 מ'ר.כך אפשר לחסוך באמת באנרגיה מבוססת נפט שדרושה בכמויות אדירות ביכטות,ומאידך אפשר להתקין מנוע חשמלי "אמיתי" שגם יזיז באמת את היכטה למהירות הרבה יותר סבירה מאשר 6 קשר.שלא להזכיר רזרוות רבות להפעלת צרכנים רבים נוספים.רק כדי לסבר את האוזן,אח שלי יוצא לפעמים לים עם יכטה קטנה מאוד (8 מ')עלות יציאה כזאת מסתכמת בכ 800 ש'ח.

  2. קרינת השמש הישירה – Eep (direct beam or normal incidence radiation), נמדדת על מישור הניצב לקרניים, או על מישור אופקי – Eeph.

    s Eep.cos = s Eeph = Eep.sin

    s – זוית השמש ביחס לאופק
    s – זוית השמש ביחס לזניט (הניצב לאופק)

    כלל הקרינה המגיעה אל מישור אופקי על פני הארץ מכונה הקרינה הגלובלית – Eegh ושעורה הינו סיכום של הקרינה הישירה – Eeph, ושל הקרינה המפוזרת מכל כיפת הרקיע – Eedh , כאשר שתיהן נמדדות על מישור אופקי. אי לכך – Eegh נתונה במשואה:

    W/m2))= Eep.sins + Eedh Eegh = Eeph + Eedh = Eep.coss + Eedh

    ביום צלול ובהיר, כאשר האטמוספירה נקיה, מגיע שעור הקרינה הישירה עד ל90-93%- מכל הקרינה המגיעה לפני כדור הארץ, השאר מגיע, כאמור, כקרינה מפוזרת מהרקיע. ככל שנעכרת האטמוספירה, קטנה עוצמת הקרינה הגלובלית עקב הקטנת העוצמה של קרינת השמש הישירה, אולם גדל חלקה היחסי של הקרינה המפוזרת. בשלב מסוים של עננות, אובך כבד או עכירות בתנאי חמסין, יורדת קרינת השמש הישירה, ואיתה כמובן אור השמש הישיר, עד לערך זניח. במצב כזה כל הקרינה הינה מפוזרת והיא מגיעה אל כדור הארץ רק מהרקיע. אנו נראה בהמשך כי פיזור קרינת השמש הכוללת באטמוספירה, אינו זהה לפיזור בתחום הנראה.

    על פי המסמך באתר
    http://www.energy.gov.il/NR/rdonlyres/76D73BD0-B4D5-4B0F-840D-85D5E15F400C/0/03ch36p.doc

  3. אני באמת שמח לדעת שבתקופה האחרונה מצליחים להעלות יותר ויותר את הנצילות של הקולטים הסולאריים.

  4. גם עונה
    בויקיפדיה כתוב כי "הקבוע הסולרי" שהוא הספק ממוצע של קרינת השמש כשכדור הארץ נמצא במרחקו הממוצע מהשמש. קבוע זה הוגדר כ-1.3 קילו-ואט למטר מרובע.
    אם הנצילות 15% זה יוצא 195 וואט למטר אז אפשר להדליק עם זה מנורה של 200 וואט ? וכשאני מדליק קומקום של 2000 וואט צריך עוד 10 מ"ר בערך ? אני לא יודע אם נכון לעשות כך את החישוב אז שמישהו יתקן אותי אם אני טועה כי אני לא מבין בזה.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן