تزدهر شركات الطاقة الشمسية الصينية بفضل ابتكارات التصنيع

قبل خمس سنوات ، كان مقر واحد فقط من أكبر 10 منتجين للخلايا الشمسية في الصين. ولكن بحلول العام الماضي ، كان أربعة من الخمسة الأوائل متمركزين هناك ، وكل منها ينمو بسرعة: ضاعف الأربعة إنتاجهم العام الماضي. يُعتقد على نطاق واسع أن هذا النجاح يرجع إلى انخفاض تكاليف العمالة ، لكن ستيوارت وينهام ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في أكبر شركة لتصنيع الخلايا الشمسية في الصين ، Suntech Power ، يجادل بأن الأسباب الحقيقية هي التقدم في تكنولوجيا التصنيع التي حسنت أداء الخلايا الشمسية وخفضت التكاليف .

وجه الطاقة الشمسية: مبنى المقر الرئيسي لشركة Suntech في Wuxi ، الصين ، والذي يتميز بواجهة شمسية ، هو أيضًا منشأة تصنيع الخلايا الشمسية الرئيسية.

تمثل العمالة 3 إلى 4 في المائة فقط من تكلفة تصنيع الألواح الشمسية. العوامل الأخرى ، مثل المواد وتكلفة المعدات ، أكثر أهمية. ونتيجة لزيادة الأتمتة خلال السنوات القليلة الماضية ، فإن تكاليف العمالة آخذة في الانخفاض. وفقًا لـ Wenham ، احتاجت Suntech في عام 2008 إلى أربعة عمال لكل ميجاوات من الطاقة الإنتاجية. في العام الماضي ، لم يتطلب الأمر سوى 1.49 عاملاً لتحقيق نفس المبلغ. لماذا تفعل Suntech هذا إذا كانت ميزتها الرئيسية هي انخفاض تكاليف العمالة؟ يسأل وينهام. جاء وزير الطاقة الأمريكي ستيفن تشو لمشاركة وجهة نظر Wenham العام الماضي ، بعد أن زار المصنع الرئيسي لشركة Suntech. إنه مصنع آلي عالي التقنية. وقال إنه لم ينجح بسبب العمالة الرخيصة.



يقول وينهام إن الشركات الصينية الكبرى كانت جيدة بشكل خاص في تحديد التقنيات الواعدة - غالبًا ما تكون المفاهيم والنماذج الأولية التي ظلت قابعة في المختبرات لعقود - وإيجاد طرق لإنتاجها على نطاق واسع. خلال معظم العقدين الماضيين ، صنع باحثون في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا الخلايا الشمسية التي سجلت أرقامًا قياسية عالمية في الكفاءة. كانوا يحاولون تسويق [تلك التكنولوجيا] طوال الوقت ، كما يقول. لقد استغرقت شركة Suntech لتحويل تلك العمليات المختبرية إلى عمليات إنتاج.

يقول وينهام أن المعرفة والخبرة في التصنيع كانا حاسمين في تطوير مثل هذه التطورات. ويوضح أن الباحثين في جامعة نيو ساوث ويلز سيستخدمون هذه العملية المعقدة بشكل رهيب ، بما في ذلك الطباعة الحجرية الضوئية ، والترسيب بالفراغ للمعادن الغريبة تمامًا ، وجميع أنواع العمليات الكيميائية ، لإيداع الملامسات المعدنية الضيقة المطلوبة لتحقيق كفاءات عالية. توصل باحثو Suntech ، الذين كانوا على دراية باحتياجات التصنيع ، إلى طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لاستبدال كل ذلك مع تحقيق نفس النتائج ، كما يقول.

بدلة الفضاء الحديثة

تعمل الشركات المصنعة الكبرى الأخرى للطاقة الشمسية في الصين أيضًا على تحديد التكنولوجيا الواعدة وتوسيع نطاقها. في الآونة الأخيرة ، تبنى العديد من منتجي الطاقة الشمسية في البلاد ، بما في ذلك Suntech ، فكرة لصنع رقائق السيليكون التي تم تسجيل براءة اختراعها قبل عقود ؛ لم تجد الصناعة طريقة لاستخدامها على نطاق واسع. الآن بعد أن انتهت صلاحية براءة الاختراع ، قامت أربع شركات صينية على الأقل بتصميم طرق ناجحة لتوسيع نطاق هذه الطريقة في إنتاج الرقائق ، التي تشكل جوهر الخلية الشمسية. يمكن لعمليات التصنيع المبتكرة هذه خفض تكاليف الخلايا الشمسية بنسبة 10 إلى 20 بالمائة.

في المقابل ، استخدمت الشركات الصينية نجاحها في التصنيع لمحاولة زرع جيل جديد من التكنولوجيا. هذا العام ، وضعت شركة Suntech في الخدمة معدات إنتاج للخلايا الشمسية الجديدة عالية الكفاءة. بكامل طاقتها ، ستكون المعدات قادرة على إنتاج حوالي 2.5 مليون لوحة من الخلايا كل عام - وهو ما يكفي لتوليد 500 ميغاواط من الكهرباء. أثناء تشغيل المعدات ، انتهز باحثو الشركة الفرصة لمعرفة المزيد عن التكنولوجيا والتفاعل الدقيق بين عوامل مثل مستوى المنشطات في رقائق السيليكون والتكنولوجيا المستخدمة لتطبيق أغشية رقيقة من المواد على أسطحها.

يقول Wenham إنه من المثير جدًا إجراء تجارب على منشأة نصف جيجاوات. بمجرد أن يكون لديك شيء ما في التصنيع ، فإنه يخلق بيئة جيدة حيث يكون لديك سيطرة جيدة جدًا على الأشياء ، وأنت تقوم بالأشياء بأعداد كبيرة بحيث تكون قوية جدًا من الناحية الإحصائية. يمكنك رؤية تأثير التغييرات التي لن تتمكن من رؤيتها إذا كنت تقوم بأشياء في المختبر على أساس كل مرة. نتيجة لهذه التجارب ، تمكنت Suntech من جعل التصميم الفعال بالفعل أكثر كفاءة إلى حد كبير.

لم تعمل جميع تغييرات التصنيع التي أجرتها الشركات الصينية على تحسين المنتج - ففي بعض الحالات ، أدت تخفيضات التكلفة إلى إنتاج منتجات لا تدوم طويلاً أو تؤدي أداءً جيدًا مثل الخلايا الشمسية المصنوعة في أماكن أخرى ، كما يقول ترافيس برادفورد ، محلل صناعة الطاقة الشمسية. لكن الشركات الصينية لديها أيضًا مزايا أخرى غير تقنية سمحت لها بالنجاح. تضمن الحكومة تمويلًا رخيصًا لتوسيع الإنتاج وقللت من الروتين المتعلق بالتصاريح. كما أن سياساتها أكثر استقرارًا من سياسات العديد من الحكومات الغربية ، مما يساعد الشركات على التخطيط للمستقبل. وبينما قد تمثل العمالة جزءًا صغيرًا من تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية ، فإن العمالة الرخيصة تقلل بشكل كبير من تكلفة بناء مصانع جديدة.

يقول برادفورد إن بعض مزايا الصين ، مثل سعر العملة ، يمكن أن تختفي قريبًا: إذا تمكنت الشركات الغربية من البقاء حتى ذلك الحين ، فستجدها تنافسية بشكل غير مريح - وهو وضع ليسوا على دراية به. لكنها ليست حالة لم يتوقعوها. حتى مع قيام Suntech بزيادة إنتاج خلاياها الشمسية الجديدة عالية الكفاءة ، فإنها تعمل بالفعل على عمليات الإنتاج التي يمكن أن تساعد في زيادة الكفاءة بنسبة 10٪ أخرى. يحتفظ Wenham بمعظم التفاصيل سرية - الجزء الوحيد الذي يمكنه التحدث عنه هو شيء يشبهه بمسدس بخاخ لإزالة الشوائب من رقاقة السيليكون.

هو وصول المساعدات بأمان

يقول إنه بسيط ولكنه فعال. هذه البساطة تحافظ على تكاليف الإنتاج منخفضة ، في حين أن الكفاءة الأعلى ستسمح للخلايا بتوليد المزيد من الطاقة ، مما يقلل من تكلفتها لكل واط. إذا نجحت الشركة ، فإن التقدم في التصنيع سيجعل الطاقة الشمسية أرخص مرة أخرى.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به