16/08/2025 – نوشته‌ی Craig Saueurs – کپی‌رایت Michael Fortsch/Unsplash
از دهه‌ی 1970، قیمت پنل‌های خورشیدی بیش از 99 درصد کاهش یافته است. این امر یک فناوری که زمانی پرهزینه بود را به یک منبع انرژی پرکاربرد برای میلیون‌ها خانه تبدیل کرده است، منبعی که بازارهای انرژی را در سراسر جهان تغییر شکل داده است.
یک مطالعه‌ی جدید MIT که در PLOS ONE منتشر شده است، نشان می‌دهد که چرا قیمت انرژی خورشیدی تاکنون کاهش یافته است و شبکه‌ی پیچیده‌ای از پیشرفت‌های پنهانی را آشکار می‌کند که سیستم‌های فتوولتائیک (PV) را به موتور جهانی تغییر برای اهداف انتشار صفر خالص تبدیل کرده است.
این یافته‌ها نشان می‌دهد که چگونه دهه‌ها نوآوری، که بخش عمده‌ی آن از خارج از بخش انرژی بوده است، انرژی خورشیدی را به جریان اصلی تبدیل کرده است. آنها همچنین درس‌های ارزشمندی ارائه می‌دهند که می‌تواند به کاهش هزینه‌های سایر فناوری‌های تجدیدپذیر کمک کند.
محققان دانشگاه MIT، ۸۱ نوآوری متمایز را که از سال ۱۹۷۰ هزینه‌های سیستم فتوولتائیک را کاهش داده‌اند، ردیابی کردند. این نوآوری‌ها از تغییرات درون پنل‌ها – مانند اره سیمی، تکنیکی که برای برش بلوک‌های بزرگ سیلیکونی به ویفرهای نازک سلول خورشیدی استفاده می‌شود و ضایعات سیلیکون را تا حد زیادی کاهش می‌دهد – تا پیشرفت‌های سیستمی، مانند رویه‌های سریع‌تر صدور مجوز برای پروژه‌های جدید، متغیر بودند.
این پیشرفت‌ها تنها از دنیای انرژی خورشیدی حاصل نشدند. نوآوری‌ها در زمینه‌های متنوعی مانند نیمه‌هادی‌ها، فلزکاری، شیشه‌سازی و حتی اصلاحات قانونی، همگی نقش شگفت‌انگیزی در کاهش هزینه‌ها و افزایش عملکرد انرژی خورشیدی ایفا کردند.
کوستانتسا رنجلووا، تحلیلگر جهانی برق در اندیشکده انرژی امبر، توضیح می‌دهد که این پیشرفت‌های تدریجی زمانی بیشترین تأثیر را دارند که با «مکانیسم‌های سطح بالاتر مانند یادگیری از طریق انجام کار و صرفه‌جویی به مقیاس» ترکیب شوند، به این معنی که با افزایش تولید، دستاوردهای کوچک به کاهش قابل توجه هزینه‌ها تبدیل می‌شوند.
او می‌گوید: «داستان چگونگی تبدیل انرژی خورشیدی به ارزان‌ترین شکل برق در تاریخ، به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، یکی از سرعت‌های ثابت نوآوری‌های تدریجی سیستماتیک است که مواد، ابزارها و فرآیندهای جدیدی را به ارمغان آورده است و اغلب این عناصر را برای بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها ترکیب می‌کند.»
تأثیر این کاهش‌های بلندمدت هزینه اکنون در ترکیب برق اروپا آشکار است.در ماه ژوئن، انرژی خورشیدی برای اولین بار در تاریخ، برق بیشتری نسبت به هر منبع دیگری در اتحادیه اروپا تولید کرد، یک نقطه عطف نمادین که همزمان با افزایش سرمایه‌گذاری در انرژی پاک رخ می‌دهد.
در سطح جهانی، سال گذشته حدود ۱.۷ تریلیون یورو در انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌گذاری شد که ۶۸۵ میلیارد یورو بیشتر از سوخت‌های فسیلی است. کارشناسان می‌گویند این بخش به نقطه عطف مثبتی نزدیک می‌شود، لحظه‌ای که تغییرات کوچک می‌تواند رشد سریع و برگشت‌ناپذیر را تسریع کند.
باد فراساحلی اکنون ۵۳ درصد ارزان‌تر از سوخت‌های فسیلی است، اما کاهش هزینه انرژی خورشیدی چشمگیرترین بوده است. دهه‌ها تحقیق و توسعه مداوم، تولید انبوه و سرریز دانش از سایر صنایع، اروپا را به نقطه‌ای رسانده است که انرژی خورشیدی نه تنها با سوخت‌های فسیلی رقابت می‌کند، بلکه منجر به تغییر به سمت منابع تجدیدپذیر می‌شود.
برای محققان MIT، درس گذشته انرژی خورشیدی این است که پیشرفت‌ها اغلب از مکان‌های غیرمنتظره‌ای حاصل می‌شوند. مرحله بعدی کاهش هزینه‌ها می‌تواند به همان اندازه که به مواد و سخت‌افزار بستگی دارد، به فرآیندها، سیاست‌ها و نرم‌افزار نیز بستگی داشته باشد.
نویسندگان استدلال می‌کنند که ابزارهای طراحی مبتنی بر هوش مصنوعی، رباتیک برای نصب سریع‌تر و ادغام بهتر با مدیریت شبکه برق می‌تواند صرفه‌جویی‌های جدید و بهبود کیفیت را به همراه داشته باشد.
نویسندگان معتقدند که ابزارهای طراحی مبتنی بر هوش مصنوعی، رباتیک برای نصب سریع‌تر و ادغام بهتر با مدیریت شبکه برق می‌توانند صرفه‌جویی‌های جدید و بهبود کیفیت را به همراه داشته باشند.
… «از نظر سرریز دانش، آنچه تاکنون در PV دیده‌ایم، ممکن است واقعاً تازه آغاز راه باشد.» این گفته‌ی مگدالنا کلمون، یکی از نویسندگان مقاله است.
قدرت محاسباتی بیشتر در حال حاضر امکان ارزیابی از راه دور سایت‌ها و بررسی‌های مهندسی خودکار را فراهم می‌کند که می‌تواند تأخیرها و هزینه‌ها را کاهش دهد.
رنجلووا می‌افزاید که یکی دیگر از درس‌های کلیدی از کاهش هزینه‌های گسترده انرژی خورشیدی، ماژولار بودن است. به عبارت دیگر، طراحی فناوری‌هایی مانند پنل‌های خورشیدی به گونه‌ای که از قطعات کوچک‌تر، استاندارد شده و به راحتی قابل تکرار ساخته شوند. این امر به فناوری‌ها اجازه می‌دهد تا ساده‌تر و سریع‌تر تولید و نصب شوند.او می‌گوید: «این امر در حال حاضر به کاهش سریع هزینه‌ها در فناوری‌های باتری کمک می‌کند.»
با این حال، با پیشرفت فناوری، چالش‌های دیگری نیز مورد توجه قرار می‌گیرند.دانشمندان در حال کاهش شکاف بازیافت هستند.با افزایش نصب سیستم‌های خورشیدی، توجه به مدیریت پایان عمر معطوف می‌شود.
پنل‌های خورشیدی طوری ساخته می‌شوند که 30 سال عمر کنند ،یا بیشتر و در برابر شرایط سخت مقاومت می‌کنند. اما آنها برای تجزیه به اجزای سازنده ساخته نشده‌اند. دوام آنها، جداسازی آنها برای بازیافت را دشوار و گران می‌کند. این امر نگرانی‌هایی را در مورد مشکل قریب‌الوقوع زباله با نزدیک شدن واحدهای اولیه به بازنشستگی ایجاد کرده است.
پروژه‌های تحقیقاتی جدید، از اتحادیه اروپا تا استرالیا، در حال توسعه روش‌های بازیافت مقرون‌به‌صرفه‌تر و پایدارتر هستند، در حالی که برخی از شرکت‌ها در حال طراحی پنل‌هایی با در نظر گرفتن بازیابی در پایان عمر هستند. تعمیر و استفاده مجدد نیز در حال افزایش است و پنل‌های قدیمی‌تر را به جای ارسال به محل دفن زباله، در حال استفاده نگه می‌دارد.
سایر انرژی‌های تجدیدپذیر با موانع مشابهی روبرو هستند. اگرچه ۸۰ تا ۹۵ درصد از مواد توربین‌های بادی – از جمله فولاد، مس، بتن و حتی برخی رزین‌ها – در حال حاضر قابل استفاده مجدد یا بازیافت هستند، دانشمندان تخمین می‌زنند که زباله‌های توربین می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ از ۴۳ میلیون تن فراتر رود.این امر، پذیرش سریع این فناوری‌ها را ضروری‌تر می‌کند.
محققان MIT خاطرنشان کردند که اگرچه بیشتر نوآوری‌های پنل خورشیدی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یا توسط غول‌های صنعتی سرچشمه گرفته‌اند، بسیاری از نوآوری‌های سیستماتیک که باعث رشد و توسعه بیشتر شده‌اند، توسط دولت‌ها هدایت شده‌اند.
ترانسک می‌گوید: «از طریق این تحلیل گذشته‌نگر، شما چیزهای ارزشمندی برای استراتژی آینده یاد می‌گیرید. همچنین مفید است که بدانید چه بخش‌های مجاوری ممکن است به پشتیبانی از بهبود در یک فناوری خاص کمک کنند.»
این به معنای حفظ شرایطی است که به انرژی خورشیدی اجازه جذب نوآوری‌ها را داده و اطمینان از اینکه جهش بعدی به همان اندازه جهش قبلی تأثیرگذار است.
