انرژی تجدیدپذیر فتوولتاییک

مقدمه

بازارهای جهانی انرژی خورشیدی در سال‌های اخیر با رشد چشمگیری همراه بوده است. این رشد تولید با نگاه کشورها به مقوله‌های افزایش تولید انرژی، حمایت از محیط زیست و رقابت در بازار «فتوولتاییک¹» از دیدگاه توسعه همراه بوده است. بیشتر ظرفیت‌های نصب شده در کشورهای جهان با حمایت‌های دولتی و مقررات ملی حمایت شده‌اند. قاره آسیا همچنان در تولید فتوولتاییک در دنیا پیشروست.

وضعیت فتوولتاییک در سال 2016

ظرفیت جهانی در سال 2016 حداقل به مقدار 75GW ولتاژ مستقیم افزایش داشته است. این مقدار ظرفیت معادل نصب بیش از 31 هزار پنل خورشیدی در هر ساعت است. بیشترین ظرفیت نصب شده در پنج سال اخیر مربوط به سال 2016 بوده که 48 درصد نسبت به سال قبل رشد داشته است. مجموع ظرفیت نصب شده جهانی مطابق نمودار 1 حداقل معادل 303GW بوده است.

ظرفیت قاره آسیا

قاره آسیا برای چهارمین سال متوالی تمام بازارهای جهانی را در دست گرفته و تقریباً دوسوم ظرفیت جهانی را به‌خود اختصاص داده است. در سال 2016، پنج بازار برتر متعلق به کشورهای چین، ایالات متحده، ژاپن، هند و انگلستان بوده‌اند که ظرفیتی در حدود 85 درصد بازار را در دست داشته‌اند. کشورهای دیگر که در رده‌های بعدی قرار دارند، عبارت‌اند از: آلمان،‌ کره، استرالیا، فیلیپین و شیلی است. ظرفیت تجمعی کشورهای چین و ژاپن (که از آلمان عبور کرده است) و ایالات متحده و ایتالیا در پنج ماه گذشته سال 2016 در نمودار 2 نشان داده شده است.

کشور چین همچنان تسلط خوبی در تولید فتوولتاییک در جهان داشت. در همین زمان بازارهای جدید نوظهوری در همه قاره‌ها به‌طور قابل توجهی به رشد فتوولتاییک کمک کردند. به‌طور متوسط، هر قاره در حدود 1GW دارای ظرفیت نصب شده بود و حداقل 24 کشور به مقدار 1GW و بیشتر ظرفیت داشتند. حدود 114 کشور ظرفیتی بیش از 10MW داشتند.

علت گسترش بازار برق فتوولتاییک عمدتاً افزایش رقابت سامانه‌های خورشیدی، افزایش آگاهی از ظرفیت خورشیدی، و افزایش تقاضای برق در کشورهایی بود که هدفشان کاهش آلودگی و کاهش گازهای گلخانه‌ای بود. در بسیاری از بازارهای جدید، انرژی خورشیدی با مشوق (اسپانسر) و یا مقررات دولتی هدایت می‌شود. کشور چین در سال 2016 حدود 345GW افزایش تولید داشت که این مقدار نسبت به سال قبل افزایش 126 درصدی را نشان می‌دهد. سهم کشور چین 45 درصد ظرفیت کل فتوولتاییک نصب شده جهانی مطابق نمودار 3 است.

در این نمودار 10 کشور برتر تولید کننده برق فتوولتاییک در سال 2016 آورده شده است.

در این سال بعد از کشور چین، دومین کشور آسیایی ژاپن است که سومین میزان تولید فتوولتاییک جهانی به آن تعلق دارد. در ژاپن، تولید برق خورشیدی، برق ساختمان‌های مسکونی را تأمین می‌کند. میزان توسعه فتوولتاییک در کشور ژاپن، از سال 2012 که معادل 4/0 درصد بود، به مقدار 4/4 درصد در سال 2016 تغییر کرد.

بعد از کشور ژاپن سومین بازار جهانی در آسیا متعلق به هندوستان است که چهارمین رتبه جهانی را دارد. بازار فتوولتاییک در کشور هندوستان در سال‌های اخیر به‌طور قابل توجهی گسترش یافته است. این گسترش به دلیل کاهش سریع قیمت‌ها، همراه با پشتیبانی سیاست‌های قدرتمند در چندین ایالت این کشور و در سطح ملی از سال 2014 بوده است. با این همه، این مقدار فقط 10 درصد ظرفیت فتوولتاییک هندوستان است. ظرفیت نصب شده از کشورهای مختلف دنیا در سال 2016 برحسب درصد ظرفیت نصب شده با اولویت کشور چین (46 درصد) در نمودار 4 دیده می‌شوند. در این سال ایالات متحده در رتبه دوم قرار دارد.

ظرفیت قاره اروپا

اتحادیه اروپا اولین منطقه‌ای بود که نقطه عطف تولید 100GW را در سال 2016 مصوب و از آسیا عبور کرد. کشورهای انگلستان، آلمان و فرانسه حدود 70 درصد این ظرفیت را تشکیل می‌دهند.

وضعیت فتوولتاییک در سال 2017

سال 2017 نقطه عطف و جدیدی برای فتوولتاییک در دنیا بود. در این سال ظرفیت نصب سامانه‌های فتوولتاییک از دیگر فناوری‌های انرژی بیشتر بود و همچنین ظرفیت نصب شده فتوولتاییک در دنیا از ترکیب سوخت‌های فسیلی و انرژی هسته‌ای پیشی گرفت. سال 2017، انرژی خورشیدی بیشترین ظرفیت جهانی را در کشورهای چین، هند، ژاپن و ایالات متحده داشت. این مقایسه در نمودار 5 دیده می‌شود.

به‌طور متوسط در این سال در هر ساعت حدود 40 هزار پنل خورشیدی نصب شده است. در این سال برای پنجمین سال پیاپی  قاره آسیا، بقیه مناطق جهان را در تولید انرژی خورشیدی تحت‌تأثیر قرار داد و 75 درصد ظرفیت جهانی را به خود اختصاص داد. پنج بازار مهم در این سال، شامل کشورهای چین، ایالات متحده، هندوستان، ژاپن و ترکیه، مسئولیت تقریباً 84 ظرفیت جدید نصب شده را برعهده داشتند. پنج کشور دیگر بعد از آن‌ها کشورهای آلمان، استرالیا، کره، انگلستان و برزیل بودند. این وضعیت در نمودار 6 دیده می‌شود.

در مقایسه با سال قبل، یعنی 2016، هر قاره یک گیگا وات نصب کرده است و حداقل 29 کشور در حدود 1GW و بیشتر نصب کرده‌اند. در این سال نیز انگیزه‌های اصلی تولید انرژی خورشیدی بر مبنای افزایش رقابت فتوولتاییک خورشیدی همراه با افزایش تقاضای برق در کشورهای در حال توسعه، افزایش آگاهی از ظرفیت خورشیدی برای کاهش آلودگی، کاهش انتشار گاز₂CO و دسترسی به انرژی بوده است. همچنان هم مشوق‌های دولتی و مقررات ملی عامل اصلی تولید بوده‌اند. کشورهایی نظیر آلمان، یونان، هندوراس و ایتالیا بخش عمده‌ای از برق تولیدی خود را از سامانه‌های خورشیدی تأمین می‌کنند، ولی برای اینکه این سامانه‌ها بتوانند منبع اصلی تولید انرژی الکتریکی آن‌ها باشند، باید موانع و چالش‌های پیش‌رو برداشته شوند.

مقایسه ظرفیت آسیایی و جهانی در سال 2017

کشور چین در سال 2017 بیش از دیگر بازارها انتظارات ظرفیت جهانی را افزایش داد. این کشور ظرفیت جهانی را که تا سال 2015 به مقدار 51GW  بود، به ظرفیت جدیدی معادل GW 1/53 در سال 2017 ارتقا داد و برای اولین بار منبع پیشرو فتوولتاییک در دنیا شد.

وضعیت جهانی و برنامه‌ریزی‌ها مقدار ظرفیت کل نصب شده تا پایان سال 2017 را به مقدار GW 1/131 رساند. جالب اینجاست که این مقدار به مراتب بیشتر از حداقل هدف نهایی در نظر گرفته شده تا سال 2020 به مقدار GW 105 بود! این پیش‌بینی در سال 2016 با هدف پیشرفت اقتصادی، کاهش فقر و حفاظت از محیط‌زیست بیان شد (نمودار 7).

ایالات متحده در سال 2017 به دلیل عوامل متعددی، از جمله تأخیر اتصال، کاهش رشد بازارهای متداول در آن کشور (از جمله کالیفرنیا)، افزایش قیمت تجهیزات فتوولتاییک و نیز فقدان اطمینان سیاسی در مقایسه با سال 2016،‌ حدود 10 درصد کاهش رشد داشت. (نمودار 8)

در سال 2017، دوبی یک نیروگاه 200 مگاواتی تأسیس کرد. اردن، عربستان سعودی، ابوظبی و امارات متحده عربی مناقصه‌های متفاوتی برگزار کرده‌اند. کشور ایران نیز چندین توافق‌نامه برای گسترش فتوولتاییک و ساخت تأسیسات مربوطه امضا کرده است.

آموزش انرژی تجدیدپذیر فتوولتاییک در ایران

با توجه به اهمیت انرژی تجدیدپذیر فتوولتاییک و ظرفیت بالای ایجاد و بهره‌برداری از آن در کشورمان، آموزش آن درسطوح مختلف ضروری می‌باشد. در حال حاضر معرفی و اهمیت انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله فتوولتاییک در درس علوم دانش‌آموزان آمده است و به‌صورت تخصصی به‌عنوان پودمانی از برنامه درسی رشته الکتروتکنیک در هنرستان‌های کشور تدریس می‌شود.

پی‌نوشت‌ها

1. Photovoltaic

منبع

1. Renewables 2017 & 2018, Global status Report.