Արևային համակարգեր

Վերականգնվող էներգիայի «արևային» ներկայացուցիչը

Քաղաքից դուրս գնալիս մարդկանց ուշադրությունը կարող են գրավել տանիքների վրա ավելի հաճախ հանդիպող փայլուն վահանակները, որոնք վերականգնվող՝ արևային էներգիայի ամենատարածված ու զարգացող տեսակն են այսօր։ Էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների նկատմամբ պահանջարկի աճը պայմանավորված է մի շարք գործոններով՝
արդյունահանվող ռեսուրսների ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա, բնակչության աճը, վերականգնվող էներգիայի արժեքի նվազումը։

Արևային վահանակը (պանելը) ֆոտոէլեկտրական փոխարկիչների համադրություն է, որոնք փոխակերպում են արեգակնային էներգիան հաստատուն էլեկտրական հոսանքի։ Արևային վահանակների երեք տեսակ է առկա՝

• Միաբյուրեղ
• Բազմաբյուրեղ
• Բարակ թաղանթով

Միաբյուրեղ էլեմենտներն ունեն ավելի մուգ գույն, եզրերը կլորավուն են և ստեղծվում են սիլիցիումի մեկ բյուրեղից, իսկ բազմաբյուրեղ էլեմենտները քառակուսի եզրերով են, գույնը միատարր չէ, քանի որ ստեղծվում են սիլիցիումի տարասեռ բյուրեղներից և կարող են պարունակել թափոններ։ Միաբյուրեղ էլեմենտները և դրանց հիմքով ստեղծված վահանակները ավելի արդյունավետ են՝ մինչև 22%:

«Արևային» պատմության սկիզբը կամ ինչպես «արևը հայտնվեց» տանիքներին

Արևային վահանակների ստեղծման պատմությունը սկսվում է դեռևս 19-րդ դարից։ 1839 թվականին Ալեքսանդր էդմոն Բեքերելը առաջինն էր, ով ուսումնասիրեց էլեկտրական հոսանքի առաջացումը լուսավորված էլեկտրոլիտում։ Վերջինս տարբեր փորձարկումներ կատարեց էլեկտրոլիտային էլեմենտների հետ, պարզելով, որ հոսանքի մեծությունը, որն անցնում է էլեկտրոդների միջով, զգալիորեն մեծանում է լույսի ներքո։ Սակայն առաջին ֆոտոէլեկտրական արևային էլեմենտը ստեղծել է քառասունչորս տարի անց ամերիկացի ինժեներ Չարլզ Ֆրիտցը։ Արևային էլեմենտի ստեղծման համար նա կիրառեց ոսկով պատված սելեն(SE)։ Առաջին արևային վահանակի ՕԳԳ-ն կազմում էր ընդամենը 1%: Աշխարհում առաջին արևային վահանակները տեղադրվել են Նյու Յորքի շենքերից մեկի տանիքին 1884 թվականին։ Սկզբնական շրջանում հումքի հետ կապված մեծ ծախսերը թույլ չտվեցին արտադրել մեծ քանակությամբ արևային էլեմենտներ։ Սակայն այսօր հենց այդ հայտնագործության շնորհիվ ստեղծվում են 20% և ավելի արդյունավետությամբ արևային վահանակներ։

«Արևայինի» միտումները աշխարհում

21-րդ դարում շարունակ կատարված բացահայտումների, սիլիցիումի և այլ ֆոտովոլտային նյութերի վերամշակման արդյունքում արևային պանելները ապահովում են էլեկտրաէներգիայով միլիոնավոր տներ ամբողջ աշխարհում, սնուցում են շինություններ, արբանյակներ և ապահովում են աշխարհը կանաչ էներգիայով:

Տարեցտարի արևային էներգիայի արժեքը նվազել է կապված մասսայական արտադրության ծավալմամբ։ Որոշ երկրներում այն ավելի էժան է, քան հանածո վառելիքի հիման վրա ստեղծված էլեկտրաէներգիան։ Համաշխարհային տեղադրված արևային էներգիայի հզորությունը կազմում է 728 ԳՎՏ, որը մինչ 2026 թվականը կաճի մինչև 1645 ԳՎՏ։ 1950-ականներին սիլիցիումի ֆոտովոլտային բջջի արժեքը 76$/վատտ էր, որը զգալի նվազել է մինչ 2021 թվականը՝ հասնելով 0.2$/վատտի։ Համաձայն Արևային էներգիայի արտադրողների ասոցիացիայի տվյալների 2019 թվականին ավելի քան 2մլն տնային տնտեսություն ԱՄՆ-ում տեղադրել են արևային վահանակներ։ Արևային վահանակների տեղադրումը ավելացել է 43%-ով 2020 թվականին նախորդ տարվա համեմատ՝ չնայած COVID-19-ին։

Համաձայն Միջազգային էներգետիկ գործակալության հաշվետվության արևային էներգիայի արտադրական ծավալով Չինաստանն աշխարհում առաջինն է, որի հզորությունը 2019 թվականին կազմել է 205 ԳՎՏ։ Հաշվի առնելով, որ երկիրը նախատեսում է նաև մինչ 2060 թվականը չեզոքացնել ածխածնի արտանետումները , առաջիկա տասնամյակների ընթացքում այս ոլորտում ակտիվությունը հավանաբար ավելի կաճի։ Եվրոպայում արևային էներգիայի արտադրության առաջատարը Գերմանիան է։ Այստեղ տարածված են փոքր մասշտաբի կայաններ, որոնք ունեն պետական աջակցություն, ինչպիսին է ավելցուկային արտադրության վարձատրությունը։

Ովքեր են «արևայինի» արտադրության առաջատարները

Աշխարհում հարյուրավոր ընկերություններ զբաղված են ֆոտովոլատիկ բջիջների, մոդուլների և արևային պրոդուկտների արտադրությամբ։ Դրանց պահանջարկը հատկապես աճել է գլոբալ տաքացման և կլիմայական ճգնաժամի արդյունքում։ Չինական JS(JinKo Solar)-ը արևային հզորությունների և ՖՎ մոդուլների ամենամեծ արտադրողներից է աշխարհում։ Այն ունի մասնաճյուղեր ԱՄՆ-ում, Ճապոնիայում և Գերմանիայում։ Արտադրում է արևային համակարգեր, որոնք նախատեսված են արդյունաբերական, առևտրային և տնային կիրառման համար։ Այն արտահանում է իր պանելները Եվրոպա, Ասիա, Ամերիկա և Աֆրիկյան երկրներ։ Նրա լավագույն մոդելներից է Eagle 72-ը, որը բաղկացած է 72 բազմաբյուրեղ սիլիցիումի բջիջներից։ Ոլորտի առաջատարներից է SunPower-ը, որի գլխամասը գտնվում է ԱՄՆ-ում։ Վերջինիս հաճախորդներից է նաև ԱՄՆ կառավարությունը։

Շատերը գիտեն Panasonic-ին որպես այնպիսի էլեկտրատեխնիկայի արտադրող, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, օդորակիչները, տեսախցիկները, բայց այն նաև արտադրում է արևային վահանակներ։ Panasonic-ի վահանակները առանձնանում են մրցակիցների արտադրանքից իրենց ցածր ջերմաստիճանային գործակցով։ Սա կարևոր ցուցանիշ է, քանի որ 25°C-ից բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում, արևային մոդուլի աշխատանքը նվազում է։

Արևային վահանակներն արդեն ամենուր են

Արևային վահանակների մասին խոսելիս, ավելի հաճախ պատկերացնում ենք դրանք տանիքների վրա, կամ արևային ֆերմայում որևէ չբնակեցված վայրում։ Սակայն այս պահին ոլորտում կան հետաքրքրի տեխնոլոգիական նորույթներ, որոնք կփոխեն մեր պատկերացումները արևային վահանակների մասին։ Փորձագետների կարծիքով, եթե դրանք տեղադրվեն ջրային մակերևույթների, ջրամբարների վրա, ավելի մեծ արդյունավետություն կապահովեն։ Բարակ թաղանթով կամ երկրորդ սերնդի արևային վահանակները նախատեսված են հենց այդպիսի մակերևույթների համար։ Լողացող արևային պանելները 10%-ով ավելի արդյունավետ են ջրի հովացնող էֆեկտի շնորհիվ և ունեն հումքի նվազագույն ծախս։

Շենքերում ինտեգրված ֆոտովոլտաիկները (Building-integrated photovoltaics) օրգանիկ կերպով ինտեգրվում են շենքի տանիքների, պատերի, ճակատային հատվածներում։ Այն տալիս է ճարտարապետական գրավիչ լուծումներ, թույլ է տալիս խնայել շինարարական նյութերը, արևային պանելների ամրացման ծախսերն է կրճատում։

Ուշագրավ է…

Հետազոտողները աշխատում են նաև արևային կտորների վրա, որտեղ յուրաքանչյուր թել կունենա արևային էներգիա։ Այս արևային թելերը կարող են լինել վերնաշապիկների, ձմեռային վերարկուների կամ ցանկացած այլ հագուստի մեջ։ Բրուքլինում հիմնված Pvilion-ը այն առաջատարներից է, ով փորձում է ամենուր ներդնել արևային էներգիան։ Նրանք համագործակցել են Tommy Hilfiger-ի հետ՝ ստեղծելով արևային վերարկուներ, պայուսակների շարք, որոնք ներսում ունեն արևային վահանակներ։ Այս նորարությունների շարքը դեռ ընթացքի մեջ է։

Ում են սպասում վերականգնվող էներգիայի աշխատաշուկայում

Վերականգնվող էներգիայի ոլորտում աշխատատեղերի թիվը հասել է 12,7 մլն-ի 2021 թվականին։ Չնայած քովիդին՝ ոլորտում նախորդ տարի ավելացել է 700,000 նոր աշխատատեղ համաձայն IRENA-ի տարեկան հաշվետվության։ Այսօր վերակակնգնվող ոլորտի աշխատատեղերի 2/3-ը բաժին է ընկնում Ասիային, որից 42%-ը Չինաստանին։ Եվրոպական միությանը և Բրազիլիային բաժին է ընկնում 10%, ԱՄՆ-ին և Հնդկաստանին 7%։ Մինչև 2050 թվականը 42 միլիոն մարդ կաշխատի վերականգնվող էներգիայի համակարգերի արտադրության, տեղադրման, շահագործման և հետագա սպասարկման ոլորտում։

Աշխատատեղերի մեծ մասը կստեղծվի արևային էներգիայի ոլորտում, որին կհետևեն բիոէներգիայի և հողմային էներգիայի ոլորտները։ Արևային ոլորտում աշխատանք կա տարբեր տեսակի հմտություններով մարդկանց համար՝ պրոյեկտ մենեջերներ՝ մեծ նախագծերում, խորհրդատուներ, նախագծողներ։ Աշխատատեղերի զգալի մասը սակայն բաժին կընկնի արևային համակարգերի տեխնիկական մասնագետներին և ֆոտովոլտային համակարգեր տեղադրողներին։