آفاق خيار الطاقة الشمسية الجديد لتوليد الكهرباء السكنية المستدامة: تقييم تقني واقتصادي مقارن لأنظمة الألواح الكهروضوئية والأطباق الشمسية

يمكن تسخير تقنيات الطاقة الشمسية الحرارية، وخاصةً أنظمة الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، لتوفير الطاقة بتكاليف أقل. تقدم هذه الدراسة تقييمًا تقنيًا واقتصاديًا مقارنًا جديدًا لنظام محرك ستيرلينغ (SDSE) ذي طبق شمسي مُطور حديثًا، ونظامًا كهروضوئيًا تقليديًا (PV) لتوليد الكهرباء في المنازل. بخلاف الدراسات السابقة، يقدم هذا العمل تحليلًا شاملاً لكلتا التقنيتين باستخدام برنامج قوي ضمن بيئة MATLAB/Simulink?، ويقيّم إنتاجهما من الطاقة، وكفاءتهما، وفعاليتهما من حيث التكلفة، وفترة الاسترداد (PBP)، وتكلفة الكهرباء المُستوية (LCOE) لإمدادات الطاقة في ظل ظروف التشغيل الحقيقية. تناولت دراسة حالة النظامين (الطاقة الشمسية الكهروضوئية وSDSE) المُصممين لمنزل مساحته 214 مترًا مربعًا (3 غرف نوم، غرفة معيشة، حمامان، مطبخ، وغرفة ضيوف). تكشف النتائج عن العديد من المزايا الرئيسية لنظام SDSE مقارنةً بالطاقات الكهروضوئية. يُظهر التحليل المقارن أن نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية (SDSE) يتفوق على نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية من حيث الكفاءة وإنتاج الطاقة والفعالية من حيث التكلفة، مع انخفاض تكلفة الطاقة (LCOE) (0.104 دولار/كيلوواط ساعة مقابل 0.396 دولار/كيلوواط ساعة)، وفترة استرداد أقصر (0.6 دولار/سنة واحدة)، وإنتاج سنوي أعلى للطاقة (14.6 ميغاواط ساعة مقابل 9.24 ميغاواط ساعة)، وكفاءة أعلى للمحطة (27.03% مقابل 20.7%)، مع الحاجة إلى مساحة أقل (18.92 متر مربع مقابل 24.697 متر مربع) وعدد أقل من الوحدات (وحدتان مقابل 11 وحدة).