دوران ساخت ساده مزارع خورشیدی به پایان رسیده است. آینده انرژی خورشیدی بیابانی در ساخت سیستم‌های انرژی بسیار یکپارچه، هوشمند و انعطاف‌پذیر نهفته است که عمیقاً با محیط محلی و اقتصاد جهانی خود در ارتباط هستند. چالش‌ها عظیم هستند، اما پتانسیل بهره‌برداری از بیابان‌های بزرگ جهان برای تأمین انرژی پاک فراوان، کم‌هزینه و قابل اعتماد برای جمعیت جهانی، آن را به یکی از مهم‌ترین تلاش‌های قرن بیست و یکم تبدیل می‌کند.
قدرت بیابان: تحلیلی جامع از بازده انرژی خورشیدی، اقتصاد 2025 و افق‌های راهبردی
این گزارش نشان می‌دهد که یک مزرعه خورشیدی فتوولتائیک (PV) در مقیاس نیروگاهی و مدرن در یک مکان بیابانی ایده‌آل، پس از در نظر گرفتن افت‌های قابل توجه محیطی و سیستمی، می‌تواند به طور واقع‌بینانه بین 350 تا 500 کیلووات-ساعت (kWh) برق به ازای هر متر مربع از مساحت زمین در سال تولید کند. هزینه تراز شده انرژی (LCOE) بدون یارانه برای چنین پروژه‌هایی که در بازه زمانی 2025-2030 وارد مدار می‌شوند، بین 0.026 تا 0.055 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت (26 تا 55 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت) پیش‌بینی می‌شود که جایگاه انرژی خورشیدی را به عنوان رقابتی‌ترین منبع تولید برق جدید تثبیت می‌کند.
چالش اصلی انرژی خورشیدی در بیابان، کمبود منابع نیست، بلکه کاهش اثرات محیط عملیاتی خصمانه است؛ جایی که گرمای شدید و آلودگی (soiling) در صورت عدم مدیریت صحیح، می‌توانند تولید را بیش از 30% کاهش دهند. قابلیت اقتصادی انرژی خورشیدی بیابانی به طور فزاینده‌ای به توانایی آن در ارائه برق قابل برنامه‌ریزی (dispatchable) از طریق ذخیره‌سازی انرژی (PV+باتری یا CSP+ذخیره‌سازی حرارتی) یا تولید سوخت‌های سبز قابل حمل مانند هیدروژن و آمونیاک گره خورده است. پروژه‌های عظیمی مانند Xlinks (مراکش-بریتانیا) نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم به سوی یک شبکه انرژی متصل جهانی هستند، هرچند موانع ژئوپلیتیکی و مالی همچنان برجسته باقی می‌مانند. علاوه بر این، استقرار مزارع خورشیدی عظیم نوعی مهندسی اقلیم (geoengineering) محسوب می‌شود و مدل‌های آب‌وهوایی حاکی از تأثیرات بالقوه تحول‌آفرین اما نامشخص بر بارش‌های منطقه‌ای و الگوهای اقلیمی جهانی هستند. به نظر می‌رسد که سرمایه‌گذاران و سیاست‌گذاران باید از مقایسه‌های ساده LCOE فراتر رفته و رویکرد «ارزش سیستمی» را اتخاذ کنند و پروژه‌ها را بر اساس قابلیت برنامه‌ریزی، سهم در پایداری شبکه و پتانسیل ایجاد زنجیره‌های ارزش جدید مانند هیدروژن سبز ارزیابی نمایند. انتخاب فناوری باید متناسب با شرایط خاص بیابانی باشد و ماژول‌های مقاوم به گرما و استراتژی‌های عملیاتی قوی برای کاهش آلودگی در اولویت قرار گیرند.
بخش اول: پتانسیل تولید انرژی در تأسیسات خورشیدی بیابانی
در این بخش به بررسی پرسش بنیادین بازده انرژی می‌پردازیم و از پتانسیل نظری تابش خورشیدی به سمت خروجی خالص و عملی یک نیروگاه عملیاتی، با استناد به مطالعات موردی واقعی، حرکت خواهیم کرد.
1.1. حداکثر نظری در مقابل بازده انرژی در دنیای واقعی
منبع بنیادین - تابش خورشیدی:
- تابش افقی جهانی (GHI)، که برای PV صفحه‌تخت مرتبط است، و تابش مستقیم نرمال (DNI)، که برای انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) حیاتی است، معیارهای کلیدی هستند. مکان‌های برتر مانند آلیس اسپرینگز در استرالیا و منطقه راجستان در هند روزانه بیش از 7.5 تا 8.0 کیلووات-ساعت بر متر مربع انرژی دریافت می‌کنند.1
- بیابان آتاکاما در شیلی دارای برخی از بالاترین سطوح ثبت‌شده در جهان است، با GHI بیش از 2,500 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال و DNI تا 3,800 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال.3 همچنین صحرای بزرگ آفریقا به طور متوسط 2,500 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال دریافت می‌کند 6، در حالی که مقادیر GHI در شبه‌جزیره عربستان حدود 2,200 تا 2,300 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال است.7
از نور خورشید تا الکترون - بازده پنل:
- سیستم‌های PV در مقیاس نیروگاهی مدرن که در سال 2024 وارد مدار می‌شوند از ماژول‌هایی با بازده 20.6% استفاده می‌کنند.9 در حالی که پنل‌های قدیمی‌تر یا ارزان‌تر ممکن است بازدهی در محدوده 15-20% داشته باشند 6، معیار پیشرفته کنونی به طور مداوم بالای 20% است.
محاسبه بازده پایه:
- با در نظر گرفتن GHI محافظه‌کارانه بیابانی 2,200 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال و بازده پنل 20.6%، یک متر مربع از مساحت پنل تقریباً 453 کیلووات-ساعت در سال تولید می‌کند (2200 * 0.206).
- با این حال، یک مزرعه خورشیدی 100% با پنل پوشیده نشده است. بازده استفاده از زمین یا «ضریب تراکم» باید در نظر گرفته شود. داده‌های NREL نشان‌دهنده استفاده از 5,000 تا 25,000 متر مربع زمین به ازای هر گیگاوات-ساعت تولید سالانه است.10 این معادل 40 تا 200 کیلووات-ساعت به ازای هر متر مربع از مساحت زمین است.البته منابع دیگر نشان می‌دهند که یک متر مربع پنل 300-400 کیلووات-ساعت در سال 11 یا 437.5 کیلووات-ساعت در سال 6 تولید می‌کند. این تفاوت اهمیت تمایز بین مساحت پنل و مساحت زمین و تأثیر طراحی سیستم را برجسته می‌کند.
منبع بنیادین - تابش خورشیدی:
- تابش افقی جهانی (GHI)، که برای PV صفحه‌تخت مرتبط است، و تابش مستقیم نرمال (DNI)، که برای انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) حیاتی است، معیارهای کلیدی هستند. مکان‌های برتر مانند آلیس اسپرینگز در استرالیا و منطقه راجستان در هند روزانه بیش از 7.5 تا 8.0 کیلووات-ساعت بر متر مربع انرژی دریافت می‌کنند.1
- بیابان آتاکاما در شیلی دارای برخی از بالاترین سطوح ثبت‌شده در جهان است، با GHI بیش از 2,500 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال و DNI تا 3,800 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال.3 همچنین صحرای بزرگ آفریقا به طور متوسط 2,500 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال دریافت می‌کند 6، در حالی که مقادیر GHI در شبه‌جزیره عربستان حدود 2,200 تا 2,300 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال است.7
از نور خورشید تا الکترون - بازده پنل:
- سیستم‌های PV در مقیاس نیروگاهی مدرن که در سال 2024 وارد مدار می‌شوند از ماژول‌هایی با بازده 20.6% استفاده می‌کنند.9 در حالی که پنل‌های قدیمی‌تر یا ارزان‌تر ممکن است بازدهی در محدوده 15-20% داشته باشند 6، معیار پیشرفته کنونی به طور مداوم بالای 20% است.
محاسبه بازده پایه:
- با در نظر گرفتن GHI محافظه‌کارانه بیابانی 2,200 کیلووات-ساعت بر متر مربع در سال و بازده پنل 20.6%، یک متر مربع از مساحت پنل تقریباً 453 کیلووات-ساعت در سال تولید می‌کند (2200 * 0.206).
- با این حال، یک مزرعه خورشیدی 100% با پنل پوشیده نشده است. بازده استفاده از زمین یا «ضریب تراکم» باید در نظر گرفته شود. داده‌های NREL نشان‌دهنده استفاده از 5,000 تا 25,000 متر مربع زمین به ازای هر گیگاوات-ساعت تولید سالانه است.10 این معادل 40 تا 200 کیلووات-ساعت به ازای هر متر مربع از مساحت زمین است.البته منابع دیگر نشان می‌دهند که یک متر مربع پنل 300-400 کیلووات-ساعت در سال 11 یا 437.5 کیلووات-ساعت در سال 6 تولید می‌کند. این تفاوت اهمیت تمایز بین مساحت پنل و مساحت زمین و تأثیر طراحی سیستم را برجسته می‌کند.
1.2. عوامل حیاتی کاهش عملکرد در محیط‌های خشک
بازده نظری محاسبه‌شده در بالا، یک حداکثر ایده‌آل است. در واقعیت خشن یک بیابان، چندین عامل محیطی به طور قابل توجهی این خروجی را کاهش می‌دهند یا «تضعیف» می‌کنند.
افت‌های حرارتی - جریمه گرما: دمای بالای محیط، که مشخصه بیابان‌هاست، برای بازده PV مضر است.
مکانیسم: پنل‌های PV معمولاً در دمای سلول 25 درجه سانتی‌گراد آزمایش و رتبه‌بندی می‌شوند.12 به ازای هر درجه بالاتر از این دما، توان خروجی آنها به میزان درصد مشخصی، که به عنوان ضریب دما شناخته می‌شود، کاهش می‌یابد. یک ضریب معمول حدود 0.38-% به ازای هر درجه سانتی‌گراد است.12 در زیر نور مستقیم خورشید بیابان، دمای پنل‌ها می‌تواند به 150 درجه فارنهایت (65 درجه سانتی‌گراد) یا بالاتر برسد.12
کمیت‌سنجی: یک مطالعه موردی در بیابان مراکش نشان داد که در دمای محیط 45 درجه سانتی‌گراد، توان خروجی پنل‌های PV در مقایسه با شرایط استاندارد 20% کاهش یافت.13 این یک افت مستقیم و قابل توجه در درآمد است.
افت‌های ناشی از آلودگی - جریمه گرد و غبار: تجمع گرد و غبار، شن و سایر ذرات معلق بر روی سطح پنل‌ها یکی از مهم‌ترین چالش‌های عملیاتی در مناطق خشک است.
مکانیسم: آلودگی (Soiling) نور خورشید ورودی را مسدود و پراکنده می‌کند و به طور مستقیم فوتون‌های رسیده به سلول خورشیدی را کاهش می‌دهد.14 این اثر در شرایط بیابانی مرطوب که گرد و غبار می‌تواند یک لایه «شبیه سیمان» تشکیل دهد که حذف آن دشوار است، تشدید می‌شود.15
- کمیت‌سنجی: تأثیر آن بسیار متغیر و وابسته به مکان است. مطالعات نرخ افت روزانه ناشی از آلودگی تا 0.5% در روز را در محیط‌های بیابانی بسیار پر گرد و غبار گزارش می‌دهند.14 با گذشت زمان، این می‌تواند منجر به افت‌های فاجعه‌بار شود، به طوری که برخی تخمین‌ها برای آفریقا بین 10% تا70% بدون تمیز کردن متغیر است.15 افت‌های سالانه معمول‌تر در محدوده 5-25% قرار دارند.14 یک مطالعه در بیابان آتاکاما کاهش نسبت عملکرد 4.4% در ماه را به دلیل آلودگی نشان داد.20
تخریب بلندمدت - جریمه فرسودگی: فراتر از نوسانات روزانه، محیط خشن بیابان، کاهش دائمی و غیرقابل بازگشت عملکرد پنل را در طول عمر آن تسریع می‌کند.
مکانیسم: ترکیب تابش UV بالا، نوسانات دمایی زیاد شب و روز (چرخه حرارتی) و سایش ناشی از شن‌های بادآورده به اجزای پنل مانند کپسولانت و صفحه پشتی آسیب می‌رساند و پدیده‌هایی مانند تغییر رنگ، لایه‌لایه شدن و ترک‌های ریز را ایجاد می‌کند.14
کمیت‌سنجی: نرخ تخریب سالانه برای پنل‌های سیلیکونی تک‌بلوری در آب‌وهوای گرم بیابانی تا 2% در سال تخمین زده می‌شود که بسیار بالاتر از نرخ حدود 0.5% در آب‌وهوای معتدل است.21 این بدان معناست که پس از 25 سال، یک پنل در بیابان ممکن است تنها 50% از توان اولیه خود را تولید کند، که یک عامل حیاتی برای مدل‌سازی مالی بلندمدت است.
پارادوکس بیابان - بهترین منبع، خشن‌ترین محیط است: یک پارادوکس ذاتی در انرژی خورشیدی بیابانی وجود دارد: همان شرایطی که بهترین منبع خورشیدی جهان را فراهم می‌کند (آسمان صاف، خورشید شدید)، همچنین بیشترین آسیب را به فناوری طراحی‌شده برای جذب آن وارد می‌کند. این یک موازنه اساسی مهندسی و اقتصادی ایجاد می‌کند. بنابراین، موفقیت یک پروژه فقط به حداکثر رساندن قرار گرفتن در معرض منبع نیست، بلکه به حداقل رساندن آسیب ناشی از محیط نیز بستگی دارد. این امر به یک پیامد مرتبه سوم منجر می‌شود: بازار فناوری خورشیدی «مقاوم در برابر بیابان». این شامل ماژول‌هایی با ضرایب دمایی پایین (مانند فناوری HJT 22)، کپسولانت‌های بسیار بادوام و راه‌حل‌های نوآورانه مانند فیلم‌های خنک‌کننده تابشی 23 است که به طور غیرفعال پنل‌ها را خنک می‌کنند و مستقیماً با جریمه افت حرارتی مقابله می‌کنند.
استراتژی هزینه‌های عملیاتی (OPEX) به عنوان تعیین‌کننده اصلی بازده مادام‌العمر: در بیابان‌ها، فرکانس و روش تمیز کردن پنل یک کار تعمیر و نگهداری جزئی نیست؛ بلکه یک استراتژی عملیاتی اصلی است که می‌تواند بازده انرژی سالانه یک پروژه را به میزان درصدهای دو رقمی تغییر دهد. مدل مالی یک مزرعه خورشیدی بیابانی یک مسئله بهینه‌سازی مداوم بین هزینه تمیز کردن (آب، نیروی کار، رباتیک) و درآمد از دست رفته به دلیل آلودگی است. از آنجا که افت‌های ناشی از آلودگی می‌تواند با نرخ 0.5% در روز انباشته شود 18، در یک دوره خشک 30 روزه، این می‌تواند به طور نظری منجر به 15% افت در خروجی شود. مدل‌های NREL نشان می‌دهند که حتی برای یک افت سالانه متوسط 1.9% ناشی از آلودگی، افزایش فرکانس تمیز کردن از یک به سه بار در سال می‌تواند عملکرد متوسط را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.14 این بدان معناست که «بازده به ازای هر متر مربع» یک مقدار ثابت نیست، بلکه یک متغیر پویاست که مستقیماً تحت تأثیر تصمیمات OPEX قرار دارد. این امر بازاری برای فناوری‌های پیشرفته تمیز کردن (مانند ربات‌های بدون آب) و مدل‌های پیش‌بینی آلودگی برای بهینه‌سازی برنامه‌های تمیز کردن ایجاد می‌کند. همچنین اهمیت دسترسی به آب را افزایش می‌دهد، زیرا تمیز کردن مبتنی بر آب مؤثر است اما می‌تواند منبعی کمیاب و پرهزینه در مناطق خشک باشد.
1.3. مطالعات موردی منطقه‌ای: اعتبارسنجی پیش‌بینی‌ها با داده‌های واقعی
برای حرکت از تئوری به واقعیت، داده‌های تأسیسات خورشیدی برتر بیابانی جهان را تحلیل می‌کنیم.
بیابان آتاکاما، شیلی (فوق‌خشک، ارتفاع زیاد):
عملکرد: این منطقه حد بالای پتانسیل خورشیدی را نشان می‌دهد. سیستم‌های با شیب ثابت به بازده انرژی 1,902 kWh/kWp·year دست یافته‌اند، در حالی که سیستم‌های ردیاب تک‌محوره به 2,320 kWh/kWp·year می‌رسند.20 در برخی موارد، PVOUT می‌تواند تا 2,410 kWh/kWp/year باشد.3 آزمایش‌های اخیر نشان می‌دهد که پنل‌های پیشرفته هتروجانکشن (HJT) در این شرایط 3-6% بهتر از پنل‌های استاندارد PERC عمل می‌کنند، که بخشی از آن به دلیل عملکرد بهتر در دماهای بالا است.22
چالش‌ها: آلودگی یک مسئله بزرگ است و مطالعات افت تولید ماهانه حدود 1% 22 تا بیش از 4% 20 را نشان می‌دهند. UV بالا و شرایط خشک نیز خطر تخریب را به همراه دارد.29
بیابان موهاوی، ایالات متحده (گرم، خشک):
- عملکرد: این منطقه میزبان ترکیبی از PV و CSP در مقیاس بزرگ است. پروژه خورشیدی موهاوی (CSP) با ظرفیت 250 مگاوات تقریباً 600 گیگاوات-ساعت در سال تولید می‌کند.30 نیروگاه RE Barren Ridge 1 (PV) با ظرفیت 60 مگاوات،175 گیگاوات-ساعت در سال تولید می‌کند.32 سایت عظیم PV-به‌علاوه-ذخیره‌سازی Edwards & Sanborn در منطقه‌ای با منبع خورشیدی متوسط 5.75 kWh/m²/day (تقریباً 2,100 kWh/m²/year) ساخته شده است.33
- محاسبه استفاده از زمین: برای پروژه خورشیدی موهاوی (CSP)، تولید 600 گیگاوات-ساعت در سال در 1,765 هکتار (7.14 کیلومتر مربع) 31 معادل~84 کیلووات-ساعت به ازای هر متر مربع زمین در سال است. برای RE Barren Ridge 1 (PV)، تولید 175 گیگاوات-ساعت در سال از یک نیروگاه 60 مگاواتی به معنای ضریب ظرفیت ~33% است. با فرض استفاده از زمین به میزان 8 هکتار بر مگاوات 35، این مساحت حدود 480 هکتار (1.94 کیلومتر مربع) خواهد بود که بازدهی~90 کیلووات-ساعت به ازای هر متر مربع زمین در سال را به همراه دارد. این ارقام واقعی به طور قابل توجهی پایین‌تر از محاسبات نظری در سطح پنل هستند و اهمیت تحلیل در سطح سیستم را تأکید می‌کنند.
خاورمیانه و شمال آفریقا (MENA) (گرم، فوق‌خشک):
عملکرد: عربستان سعودی دارای GHI حدود 2,227 kWh/m²/year و پتانسیل توان فتوولتائیک (PVOUT) 1,899 kWh/kWp/year است.7 امارات متحده عربی نیز منبع خورشیدی مشابهی با حدود 2,285 kWh/m²/year دارد.8
زمینه اقتصادی: این منطقه به دلیل دستیابی به LCOEهای رکوردشکن قابل توجه است که پتانسیل اقتصادی را هنگامی که منابع خورشیدی بالا با سیاست‌های دولتی تهاجمی و تأمین مالی رقابتی ترکیب می‌شوند، نشان می‌دهد.7
جدول 1: تحلیل مقایسه‌ای بازده سالانه انرژی خورشیدی در مناطق کلیدی بیابانی
بخش دوم: تحلیل اقتصادی و پیش‌بینی هزینه‌ها برای سال 2025
2.1. هزینه تراز شده انرژی (LCOE) برای انرژی خورشیدی در مقیاس نیروگاهی
معیارهای معتبر: LCOE برای PV در مقیاس نیروگاهی به طور چشمگیری کاهش یافته و همچنان معیار تولید برق جدید است.
Lazard (2025): آخرین گزارش LCOE+ لازارد، هزینه بدون یارانه برای PV جدید در مقیاس نیروگاهی را بین 38 تا 78 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت (یا 0.038 تا 0.078 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت) قرار می‌دهد.36 لازارد به طور مداوم در دهه گذشته انرژی خورشیدی و بادی را به عنوان ارزان‌ترین منابع تولید جدید معرفی کرده است.36
IRENA (داده‌های 2023): جدیدترین گزارش جامع آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر نشان داد که میانگین وزنی جهانی LCOE برای PV جدید در مقیاس نیروگاهی در سال 2023 برابر با 0.044 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت بوده است.39 این کاهش 12 درصدی نسبت به سال قبل، عمدتاً به دلیل استقرار گسترده در چین بوده است.39
- EIA ایالات متحده (چشم‌انداز 2025 برای 2030): اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده پیش‌بینی می‌کند که LCOE برای یک نیروگاه PV که در سال 2030 وارد مدار می‌شود، به طور متوسط 31.86 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت (0.032 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت) با احتساب اعتبارات مالیاتی خواهد بود.41 برای یک سیستم هیبریدی PV-به‌علاوه-باتری، این هزینه به53.44 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت (0.053 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت) افزایش می‌یابد.41
بحث پیرامون LCOE: در حالی که LCOE یک معیار استاندارد است، کاربرد آن برای انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر مورد بحث است.
نقد: منتقدان معتقدند که ارقام ساده LCOE برای انرژی خورشیدی و بادی گمراه‌کننده هستند زیرا هزینه‌های «پنهان» سیستمی ناشی از نوسانات را در نظر نمی‌گیرند، مانند نیاز به برق پشتیبان از منابع قابل برنامه‌ریزی (مانند نیروگاه‌های گاز طبیعی) یا باتری‌های گران‌قیمت برای تضمین پایداری شبکه.42 به همین دلیل است که قیمت برق مسکونی در برخی مناطق با وجود ساخت انرژی‌های تجدیدپذیر «ارزان» افزایش یافته است.42
مفهوم «LCOE خالص»: برای حل این مشکل، تحلیلگران در حال توسعه معیارهای پیچیده‌تری مانند «LCOE خالص» هستند که ارزش خدمات شبکه (خدمات جانبی) ارائه‌شده توسط یک دارایی را از هزینه کل آن کسر می‌کند و دیدگاه جامع‌تری از سهم اقتصادی آن ارائه می‌دهد.43
واگرایی راهبردی LCOE - مستقل در مقابل ارزش سیستمی: یک واگرایی رو به رشد بین LCOE یک نیروگاه خورشیدی مستقل و LCOE یک نیروگاه خورشیدی یکپارچه با ذخیره‌سازی وجود دارد. در حالی که PV مستقل ارزان‌ترین شکل تولید انرژی خام است، بازار به طور فزاینده‌ای برای قابلیت برنامه‌ریزی و خدمات شبکه ارزش قائل است، که این امر باعث می‌شود خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی به یک کلاس دارایی راهبردی‌تر (هرچند گران‌تر) تبدیل شود. داده‌ها به وضوح نشان می‌دهند که PV مستقل کمترین LCOE را دارد.36 با این حال، شبکه به برق 24/7 نیاز دارد و ارزش انرژی به طور چشمگیری نوسان می‌کند. نوسانات انرژی خورشیدی چالش‌هایی را برای اپراتورهای شبکه ایجاد می‌کند.44 افزودن باتری LCOE را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد (به عنوان مثال، از 32 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت به 53 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت در پیش‌بینی EIA 41). اما این نیروگاه مجهز به باتری اکنون می‌تواند برق را در زمان اوج قیمت‌ها بفروشد (آربیتراژ) و خدمات جانبی ارزشمند برای پایداری شبکه ارائه دهد و جریان‌های درآمدی جدیدی ایجاد کند.43 بنابراین، تصمیم سرمایه‌گذاری دیگر «ارزان‌ترین کیلووات-ساعت چیست؟» نیست، بلکه «سودآورترین و باارزش‌ترین دارایی برای شبکه چیست؟» است. این به این نتیجه منجر می‌شود که برای پروژه‌های جدید، به ویژه در بازارهای با نفوذ بالا، خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی در حال تبدیل شدن به پیش‌فرض است و LCOE آن (53.44 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت) یک معیار واقع‌بینانه‌تر برای برنامه‌ریزی آینده نسبت به رقم PV مستقل است.
معیارهای معتبر: LCOE برای PV در مقیاس نیروگاهی به طور چشمگیری کاهش یافته و همچنان معیار تولید برق جدید است.
Lazard (2025): آخرین گزارش LCOE+ لازارد، هزینه بدون یارانه برای PV جدید در مقیاس نیروگاهی را بین 38 تا 78 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت (یا 0.038 تا 0.078 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت) قرار می‌دهد.36 لازارد به طور مداوم در دهه گذشته انرژی خورشیدی و بادی را به عنوان ارزان‌ترین منابع تولید جدید معرفی کرده است.36
IRENA (داده‌های 2023): جدیدترین گزارش جامع آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر نشان داد که میانگین وزنی جهانی LCOE برای PV جدید در مقیاس نیروگاهی در سال 2023 برابر با 0.044 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت بوده است.39 این کاهش 12 درصدی نسبت به سال قبل، عمدتاً به دلیل استقرار گسترده در چین بوده است.39
بحث پیرامون LCOE: در حالی که LCOE یک معیار استاندارد است، کاربرد آن برای انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر مورد بحث است.
نقد: منتقدان معتقدند که ارقام ساده LCOE برای انرژی خورشیدی و بادی گمراه‌کننده هستند زیرا هزینه‌های «پنهان» سیستمی ناشی از نوسانات را در نظر نمی‌گیرند، مانند نیاز به برق پشتیبان از منابع قابل برنامه‌ریزی (مانند نیروگاه‌های گاز طبیعی) یا باتری‌های گران‌قیمت برای تضمین پایداری شبکه.42 به همین دلیل است که قیمت برق مسکونی در برخی مناطق با وجود ساخت انرژی‌های تجدیدپذیر «ارزان» افزایش یافته است.42
مفهوم «LCOE خالص»: برای حل این مشکل، تحلیلگران در حال توسعه معیارهای پیچیده‌تری مانند «LCOE خالص» هستند که ارزش خدمات شبکه (خدمات جانبی) ارائه‌شده توسط یک دارایی را از هزینه کل آن کسر می‌کند و دیدگاه جامع‌تری از سهم اقتصادی آن ارائه می‌دهد.43
واگرایی راهبردی LCOE - مستقل در مقابل ارزش سیستمی: یک واگرایی رو به رشد بین LCOE یک نیروگاه خورشیدی مستقل و LCOE یک نیروگاه خورشیدی یکپارچه با ذخیره‌سازی وجود دارد. در حالی که PV مستقل ارزان‌ترین شکل تولید انرژی خام است، بازار به طور فزاینده‌ای برای قابلیت برنامه‌ریزی و خدمات شبکه ارزش قائل است، که این امر باعث می‌شود خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی به یک کلاس دارایی راهبردی‌تر (هرچند گران‌تر) تبدیل شود. داده‌ها به وضوح نشان می‌دهند که PV مستقل کمترین LCOE را دارد.36 با این حال، شبکه به برق 24/7 نیاز دارد و ارزش انرژی به طور چشمگیری نوسان می‌کند. نوسانات انرژی خورشیدی چالش‌هایی را برای اپراتورهای شبکه ایجاد می‌کند.44 افزودن باتری LCOE را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد (به عنوان مثال، از 32 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت به 53 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت در پیش‌بینی EIA 41). اما این نیروگاه مجهز به باتری اکنون می‌تواند برق را در زمان اوج قیمت‌ها بفروشد (آربیتراژ) و خدمات جانبی ارزشمند برای پایداری شبکه ارائه دهد و جریان‌های درآمدی جدیدی ایجاد کند.43 بنابراین، تصمیم سرمایه‌گذاری دیگر «ارزان‌ترین کیلووات-ساعت چیست؟» نیست، بلکه «سودآورترین و باارزش‌ترین دارایی برای شبکه چیست؟» است. این به این نتیجه منجر می‌شود که برای پروژه‌های جدید، به ویژه در بازارهای با نفوذ بالا، خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی در حال تبدیل شدن به پیش‌فرض است و LCOE آن (53.44 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت) یک معیار واقع‌بینانه‌تر برای برنامه‌ریزی آینده نسبت به رقم PV مستقل است.
2.2. تشریح LCOE: هزینه‌های سرمایه‌ای و عملیاتی
هزینه‌های سرمایه‌ای (CAPEX): هزینه اولیه ساخت نیروگاه. صنعت خورشیدی یک صنعت با CAPEX سنگین است.46
تفکیک نیروگاه PV: برای یک سیستم PV 100 مگاواتی در مقیاس نیروگاهی، معیار 2024 وزارت انرژی ایالات متحده هزینه کل نصب‌شده (قیمت بازار مدل‌شده) 1.12 دلار به ازای هر وات (DC) را نشان می‌دهد.9 این شامل ماژول‌ها، اینورترها، توازن ساختاری و الکتریکی سیستم (BOS)، نیروی کار و هزینه‌های نرم مانند صدور مجوز و اتصال به شبکه است.
هزینه نیروگاه CSP: CSP به طور قابل توجهی سرمایه‌برتر است. یک معیار سال 2022 برای یک برج قدرت با 10 ساعت ذخیره‌سازی حرارتی 7,912 دلار به ازای هر کیلووات-الکتریکی بود که تقریباً هفت برابر هزینه PV بر اساس هر وات است.47
عملیات و نگهداری (O&M): هزینه‌های جاری بهره‌برداری از نیروگاه.
O&M نیروگاه PV: معیار 2024 برای PV در مقیاس نیروگاهی 19 دلار به ازای هر کیلووات-DC در سال است.9 در محیط‌های بیابانی، این هزینه به دلیل نیاز بیشتر به تمیز کردن پنل برای مقابله با آلودگی، احتمالاً بالاتر است.
O&M نیروگاه CSP: O&M CSP نیز بالاتر است، با معیار 2022 74.6 دلار به ازای هر کیلووات در سال به علاوه هزینه متغیر 4.0 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت.47
هزینه‌های سرمایه‌ای (CAPEX): هزینه اولیه ساخت نیروگاه. صنعت خورشیدی یک صنعت با CAPEX سنگین است.46
تفکیک نیروگاه PV: برای یک سیستم PV 100 مگاواتی در مقیاس نیروگاهی، معیار 2024 وزارت انرژی ایالات متحده هزینه کل نصب‌شده (قیمت بازار مدل‌شده) 1.12 دلار به ازای هر وات (DC) را نشان می‌دهد.9 این شامل ماژول‌ها، اینورترها، توازن ساختاری و الکتریکی سیستم (BOS)، نیروی کار و هزینه‌های نرم مانند صدور مجوز و اتصال به شبکه است.
هزینه نیروگاه CSP: CSP به طور قابل توجهی سرمایه‌برتر است. یک معیار سال 2022 برای یک برج قدرت با 10 ساعت ذخیره‌سازی حرارتی 7,912 دلار به ازای هر کیلووات-الکتریکی بود که تقریباً هفت برابر هزینه PV بر اساس هر وات است.47
عملیات و نگهداری (O&M): هزینه‌های جاری بهره‌برداری از نیروگاه.
O&M نیروگاه PV: معیار 2024 برای PV در مقیاس نیروگاهی 19 دلار به ازای هر کیلووات-DC در سال است.9 در محیط‌های بیابانی، این هزینه به دلیل نیاز بیشتر به تمیز کردن پنل برای مقابله با آلودگی، احتمالاً بالاتر است.
O&M نیروگاه CSP: O&M CSP نیز بالاتر است، با معیار 2022 74.6 دلار به ازای هر کیلووات در سال به علاوه هزینه متغیر 4.0 دلار به ازای هر مگاوات-ساعت.47
2.3. ارزش قابلیت برنامه‌ریزی: مقایسه فناوری‌های ذخیره‌سازی
PV + باتری (BESS) در مقابل CSP + ذخیره‌سازی حرارتی (TES): این رقابت اصلی اقتصادی و فناورانه برای تأمین برق خورشیدی پایدار و قابل برنامه‌ریزی است.
مقایسه هزینه: در حالی که PV+BESS برای دوره‌های کوتاه‌تر (مثلاً 4 ساعت) هزینه اولیه کمتری دارد، مزیت کلیدی CSP هزینه بسیار پایین محیط ذخیره‌سازی آن (نمک مذاب) است. یک منبع ادعا می‌کند که ذخیره‌سازی حرارتی «صد برابر ارزان‌تر» از باتری‌های لیتیوم-یون بر اساس هر کیلووات-ساعت است.48
نقطه عطف: تحقیقات نشان می‌دهد که در سیستم‌های قدرت با نفوذ کم انرژی خورشیدی (کمتر از 20%)، PV با ذخیره‌سازی باتری اقتصادی‌تر است. با این حال، با افزایش نفوذ خورشیدی به بیش از 30%، ارزش ذخیره‌سازی طولانی‌مدت به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. در این سناریوها، CSP با TES به گزینه ارزان‌تری برای تأمین برق تبدیل می‌شود و به طور بالقوه LCOE خالص را تا 65% در مقایسه با یک سیستم PV با محدودیت تولید (curtailed) کاهش می‌دهد.49
مجموعه درآمد: خدمات جانبی
ارزش پیشنهادی: سیستم‌های خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی می‌توانند درآمد قابل توجهی فراتر از آربیتراژ ساده انرژی با ارائه خدمات جانبی به شبکه، مانند تنظیم فرکانس، رزرو گردان و پشتیبانی ولتاژ، کسب کنند.43
سهم درآمد: در بازارهای بالغ امروزی، این خدمات می‌توانند 50-80% از کل درآمد یک دارایی ذخیره‌سازی را تشکیل دهند.45 این یک جزء حیاتی و اغلب نادیده گرفته شده از قابلیت اقتصادی یک پروژه است.
روندهای آینده: با اضافه شدن ذخیره‌سازی بیشتر به شبکه، انتظار می‌رود این بازارهای خدمات جانبی اشباع شوند و سهم آنها در مجموعه درآمد تا سال 2030 به زیر 40% کاهش یابد و آربیتراژ انرژی عمده‌فروشی غالب‌تر شود.45
جدول 2: پیش‌بینی‌های LCOE برای انرژی خورشیدی در مقیاس نیروگاهی (2024-2030)
PV + باتری (BESS) در مقابل CSP + ذخیره‌سازی حرارتی (TES): این رقابت اصلی اقتصادی و فناورانه برای تأمین برق خورشیدی پایدار و قابل برنامه‌ریزی است.
مقایسه هزینه: در حالی که PV+BESS برای دوره‌های کوتاه‌تر (مثلاً 4 ساعت) هزینه اولیه کمتری دارد، مزیت کلیدی CSP هزینه بسیار پایین محیط ذخیره‌سازی آن (نمک مذاب) است. یک منبع ادعا می‌کند که ذخیره‌سازی حرارتی «صد برابر ارزان‌تر» از باتری‌های لیتیوم-یون بر اساس هر کیلووات-ساعت است.48
نقطه عطف: تحقیقات نشان می‌دهد که در سیستم‌های قدرت با نفوذ کم انرژی خورشیدی (کمتر از 20%)، PV با ذخیره‌سازی باتری اقتصادی‌تر است. با این حال، با افزایش نفوذ خورشیدی به بیش از 30%، ارزش ذخیره‌سازی طولانی‌مدت به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. در این سناریوها، CSP با TES به گزینه ارزان‌تری برای تأمین برق تبدیل می‌شود و به طور بالقوه LCOE خالص را تا 65% در مقایسه با یک سیستم PV با محدودیت تولید (curtailed) کاهش می‌دهد.49
مجموعه درآمد: خدمات جانبی
ارزش پیشنهادی: سیستم‌های خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی می‌توانند درآمد قابل توجهی فراتر از آربیتراژ ساده انرژی با ارائه خدمات جانبی به شبکه، مانند تنظیم فرکانس، رزرو گردان و پشتیبانی ولتاژ، کسب کنند.43
سهم درآمد: در بازارهای بالغ امروزی، این خدمات می‌توانند 50-80% از کل درآمد یک دارایی ذخیره‌سازی را تشکیل دهند.45 این یک جزء حیاتی و اغلب نادیده گرفته شده از قابلیت اقتصادی یک پروژه است.
روندهای آینده: با اضافه شدن ذخیره‌سازی بیشتر به شبکه، انتظار می‌رود این بازارهای خدمات جانبی اشباع شوند و سهم آنها در مجموعه درآمد تا سال 2030 به زیر 40% کاهش یابد و آربیتراژ انرژی عمده‌فروشی غالب‌تر شود.45
جدول 2: پیش‌بینی‌های LCOE برای انرژی خورشیدی در مقیاس نیروگاهی (2024-2030)
بخش سوم: پیامدهای راهبردی و افق‌های آینده
3.1. یک پارادایم جدید انرژی: انتقال برق بین‌قاره‌ای
مطالعه موردی: پروژه برق مراکش-بریتانیا Xlinks: این پروژه بلندپروازانه به عنوان طرحی برای آینده تجارت جهانی انرژی عمل می‌کند.
مفهوم: یک تأسیسات انرژی تجدیدپذیر 10.5 گیگاواتی در مراکش (7 گیگاوات خورشیدی، 3.5 گیگاوات بادی) همراه با یک باتری 5 گیگاواتی / 20 گیگاوات-ساعتی، که از طریق چهار کابل زیردریایی جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) به طول 3,800 کیلومتر به بریتانیا متصل می‌شود.53 هدف، تأمین 3.6 گیگاوات برق پایدار بود که حدود 8% از نیازهای برق بریتانیا را برای بیش از 19 ساعت در روز تأمین می‌کرد.53
اقتصاد: این پروژه به دنبال یک قرارداد برای تفاوت (CfD) از دولت بریتانIA با قیمت تضمینی 70-80 پوند به ازای هر مگاوات-ساعت (به قیمت‌های 2012) بود که آن را به رقیبی برای نیروگاه‌های هسته‌ای جدید تبدیل می‌کرد.53
- چالش‌ها و وضعیت: این پروژه با موانع عظیمی روبرو است: ریسک ژئوپلیتیکی، کسب مجوزها در چندین حوزه قضایی دریایی (اسپانیا، پرتغال، فرانسه) 56، و مقیاس مالی محض. در یک شکست بزرگ، وزارت امنیت انرژی و خالص صفر بریتانیا (DESNZ) درژوئن 2025 اعلام کرد که دیگر قرارداد CfD را برای این پروژه در نظر نمی‌گیرد و عملاً آن را در شکل فعلی رد کرد.53
ژئوپلیتیک الکترون‌ها - از استقلال انرژی به وابستگی متقابل: پروژه‌هایی مانند Xlinks نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در ژئوپلیتیک انرژی هستند. در صورت موفقیت، آنها برق را از یک کالای تولید و مصرف محلی به یک کالای تجاری جهانی تبدیل می‌کنند و کریدورهای جدید قدرت و اشکال جدیدی از وابستگی متقابل راهبردی را ایجاد می‌کنند، بسیار شبیه به کاری که خطوط لوله نفت و گاز امروز انجام می‌دهند. شکست Xlinks در کسب حمایت دولتی نشان می‌دهد که موانع اصلی، فناورانه نیستند، بلکه سیاسی و مالی هستند. فناوری Xlinks (خورشیدی، بادی، باتری، HVDC) بالغ و اثبات‌شده است.54 قیمت پیشنهادی بالا بود اما برای برق پایدار و کم‌کربن غیرمنطقی نبود. رد پروژه در ژوئن 2025 53 یک تصمیم سیاستی بود، نه یک شکست فنی. این بدان معناست که مشخصات ریسک—وابستگی به یک کشور دیگر برای 8% برق یک کشور، امنیت یک کابل زیردریایی 3,800 کیلومتری، و تعهد مالی اولیه عظیم—توسط دولت بریتانیا بیش از حد بالا تشخیص داده شد. این یک درس حیاتی است: آینده پروژه‌های برق بیابانی بین‌قاره‌ای کمتر به پیشرفتهای مهندسی و بیشتر به ایجاد معاهدات بین‌المللی، تضمین‌های مالی و چارچوب‌های امنیتی بستگی دارد که بتوانند ریسک این تعهدات عظیم را کاهش دهند. این امر «امنیت انرژی» را برای دوران تجدیدپذیر بازتعریف می‌کند.
مطالعه موردی: پروژه برق مراکش-بریتانیا Xlinks: این پروژه بلندپروازانه به عنوان طرحی برای آینده تجارت جهانی انرژی عمل می‌کند.
مفهوم: یک تأسیسات انرژی تجدیدپذیر 10.5 گیگاواتی در مراکش (7 گیگاوات خورشیدی، 3.5 گیگاوات بادی) همراه با یک باتری 5 گیگاواتی / 20 گیگاوات-ساعتی، که از طریق چهار کابل زیردریایی جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) به طول 3,800 کیلومتر به بریتانیا متصل می‌شود.53 هدف، تأمین 3.6 گیگاوات برق پایدار بود که حدود 8% از نیازهای برق بریتانیا را برای بیش از 19 ساعت در روز تأمین می‌کرد.53
اقتصاد: این پروژه به دنبال یک قرارداد برای تفاوت (CfD) از دولت بریتانIA با قیمت تضمینی 70-80 پوند به ازای هر مگاوات-ساعت (به قیمت‌های 2012) بود که آن را به رقیبی برای نیروگاه‌های هسته‌ای جدید تبدیل می‌کرد.53
ژئوپلیتیک الکترون‌ها - از استقلال انرژی به وابستگی متقابل: پروژه‌هایی مانند Xlinks نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در ژئوپلیتیک انرژی هستند. در صورت موفقیت، آنها برق را از یک کالای تولید و مصرف محلی به یک کالای تجاری جهانی تبدیل می‌کنند و کریدورهای جدید قدرت و اشکال جدیدی از وابستگی متقابل راهبردی را ایجاد می‌کنند، بسیار شبیه به کاری که خطوط لوله نفت و گاز امروز انجام می‌دهند. شکست Xlinks در کسب حمایت دولتی نشان می‌دهد که موانع اصلی، فناورانه نیستند، بلکه سیاسی و مالی هستند. فناوری Xlinks (خورشیدی، بادی، باتری، HVDC) بالغ و اثبات‌شده است.54 قیمت پیشنهادی بالا بود اما برای برق پایدار و کم‌کربن غیرمنطقی نبود. رد پروژه در ژوئن 2025 53 یک تصمیم سیاستی بود، نه یک شکست فنی. این بدان معناست که مشخصات ریسک—وابستگی به یک کشور دیگر برای 8% برق یک کشور، امنیت یک کابل زیردریایی 3,800 کیلومتری، و تعهد مالی اولیه عظیم—توسط دولت بریتانیا بیش از حد بالا تشخیص داده شد. این یک درس حیاتی است: آینده پروژه‌های برق بیابانی بین‌قاره‌ای کمتر به پیشرفتهای مهندسی و بیشتر به ایجاد معاهدات بین‌المللی، تضمین‌های مالی و چارچوب‌های امنیتی بستگی دارد که بتوانند ریسک این تعهدات عظیم را کاهش دهند. این امر «امنیت انرژی» را برای دوران تجدیدپذیر بازتعریف می‌کند.
3.2. فراتر از الکترون‌ها: فرصت هیدروژن سبز
مفهوم: استفاده از انرژی خورشیدی ارزان بیابانی برای تأمین انرژی الکترولایزرها، شکستن آب به اکسیژن و هیدروژن «سبز»، یک سوخت و خوراک صنعتی بدون کربن.
- هزینه تولید (LCOH): هزینه تراز شده هیدروژن عمدتاً توسط هزینه برق و هزینه سرمایه‌ای و ضریب ظرفیت الکترولایزر تعیین می‌شود.58 با برق تجدیدپذیر با قیمت حدود 0.03 دلار به ازای هر کیلووات-ساعت و هزینه‌های فعلی الکترولایزر PEM، مدل‌های NREL یک LCOH5 تا 7 دلار به ازای هر کیلوگرم (بدون یارانه) را پیش‌بینی می‌کنند.59 یک سیستم ترکیبی بادی-خورشیدی با ضریب ظرفیت بالا می‌تواند این هزینه را به حدود 5 دلار به ازای هر کیلوگرم کاهش دهد.59
چالش حمل و نقل: انتقال هیدروژن از یک سایت تولید بیابانی به بازاری در اروپا یا آسیا یک مانع بزرگ اقتصادی و فنی است.
حامل‌ها: گزینه‌های اصلی عبارتند از (1) خطوط لوله (برای H2 گازی)، (2) کشتی‌های کرایوژنیک (برای H2 مایع)، (3) تانکرهای آمونیاک (NH3)، و (4) تانکرهای حامل هیدروژن آلی مایع (LOHC).60
اقتصاد حمل و نقل: برای حمل و نقل دریایی طولانی‌مدت، تبدیل هیدروژن به یک حامل ضروری است. آمونیاک در حال ظهور به عنوان مقرون‌به‌صرفه‌ترین حامل است، نه به این دلیل که تبدیل آن به هیدروژن ارزان است، بلکه به این دلیل که می‌توان از آن مستقیماً به عنوان سوخت یا خوراک استفاده کرد و از مرحله پرهزینه و ناکارآمد «کراکینگ» اجتناب کرد.61 پیش‌بینی می‌شود حمل و نقل از طریق H2 مایع یا LOHC تقریباً دو برابر گران‌تر از مسیر آمونیاک باشد.61
زنجیره ارزش هیدروژن، مسیرهای انرژی جهانی را تغییر می‌دهد: تولید هیدروژن سبز اساساً ارزش راهبردی انرژی خورشیدی بیابانی را تغییر می‌دهد. دیگر فقط مربوط به تولید برق نیست؛ بلکه مربوط به تولید یک حامل انرژی شیمیایی متراکم، قابل ذخیره و قابل حمل است. مقرون‌به‌صرفه‌ترین مسیر اقتصادی ممکن است شامل ایجاد بازارهای جدید برای آمونیاک سبز (مثلاً در کشتیرانی و کشاورزی) باشد تا تلاش برای جایگزینی مصارف موجود هیدروژن، به دلیل هزینه بالای تبدیل مجدد. انرژی خورشیدی بیابانی می‌تواند الکترون‌های ارزان تولید کند 39 که به نوبه خود می‌تواند هیدروژن سبز با قیمت متوسط (حدود 5 دلار به ازای هر کیلوگرم) تولید کند.59 بزرگترین هزینه و افت بازده در حمل و نقل و تبدیل مجدد است.61 مسیر آمونیاک در صورتی که آمونیاک مستقیماً استفاده شود، ارزان‌ترین است.61 بنابراین، منطقی‌ترین مدل کسب‌وکار برای یک پروژه هیدروژن بیابانی، فروش آمونیاک سبز است، نه هیدروژن. این امر پروژه را از بازار انرژی به بازارهای مواد شیمیایی و سوخت حمل و نقل منتقل می‌کند. علاوه بر این، مقرراتی مانند مکانیسم تعدیل مرزی کربن اتحادیه اروپا (CBAM) یک حق بیمه برای محصولات سبز مانند فولاد سبز و کودهای سبز ایجاد می‌کند که می‌توانند با استفاده از هیدروژن/آمونیاک سبز تولید شده در بیابان تولید شوند و یک کشش تقاضای قدرتمند ایجاد می‌کنند.63
جدول 3: مقایسه راهبردی حامل‌های حمل و نقل هیدروژن
مفهوم: استفاده از انرژی خورشیدی ارزان بیابانی برای تأمین انرژی الکترولایزرها، شکستن آب به اکسیژن و هیدروژن «سبز»، یک سوخت و خوراک صنعتی بدون کربن.
چالش حمل و نقل: انتقال هیدروژن از یک سایت تولید بیابانی به بازاری در اروپا یا آسیا یک مانع بزرگ اقتصادی و فنی است.
حامل‌ها: گزینه‌های اصلی عبارتند از (1) خطوط لوله (برای H2 گازی)، (2) کشتی‌های کرایوژنیک (برای H2 مایع)، (3) تانکرهای آمونیاک (NH3)، و (4) تانکرهای حامل هیدروژن آلی مایع (LOHC).60
اقتصاد حمل و نقل: برای حمل و نقل دریایی طولانی‌مدت، تبدیل هیدروژن به یک حامل ضروری است. آمونیاک در حال ظهور به عنوان مقرون‌به‌صرفه‌ترین حامل است، نه به این دلیل که تبدیل آن به هیدروژن ارزان است، بلکه به این دلیل که می‌توان از آن مستقیماً به عنوان سوخت یا خوراک استفاده کرد و از مرحله پرهزینه و ناکارآمد «کراکینگ» اجتناب کرد.61 پیش‌بینی می‌شود حمل و نقل از طریق H2 مایع یا LOHC تقریباً دو برابر گران‌تر از مسیر آمونیاک باشد.61
زنجیره ارزش هیدروژن، مسیرهای انرژی جهانی را تغییر می‌دهد: تولید هیدروژن سبز اساساً ارزش راهبردی انرژی خورشیدی بیابانی را تغییر می‌دهد. دیگر فقط مربوط به تولید برق نیست؛ بلکه مربوط به تولید یک حامل انرژی شیمیایی متراکم، قابل ذخیره و قابل حمل است. مقرون‌به‌صرفه‌ترین مسیر اقتصادی ممکن است شامل ایجاد بازارهای جدید برای آمونیاک سبز (مثلاً در کشتیرانی و کشاورزی) باشد تا تلاش برای جایگزینی مصارف موجود هیدروژن، به دلیل هزینه بالای تبدیل مجدد. انرژی خورشیدی بیابانی می‌تواند الکترون‌های ارزان تولید کند 39 که به نوبه خود می‌تواند هیدروژن سبز با قیمت متوسط (حدود 5 دلار به ازای هر کیلوگرم) تولید کند.59 بزرگترین هزینه و افت بازده در حمل و نقل و تبدیل مجدد است.61 مسیر آمونیاک در صورتی که آمونیاک مستقیماً استفاده شود، ارزان‌ترین است.61 بنابراین، منطقی‌ترین مدل کسب‌وکار برای یک پروژه هیدروژن بیابانی، فروش آمونیاک سبز است، نه هیدروژن. این امر پروژه را از بازار انرژی به بازارهای مواد شیمیایی و سوخت حمل و نقل منتقل می‌کند. علاوه بر این، مقرراتی مانند مکانیسم تعدیل مرزی کربن اتحادیه اروپا (CBAM) یک حق بیمه برای محصولات سبز مانند فولاد سبز و کودهای سبز ایجاد می‌کند که می‌توانند با استفاده از هیدروژن/آمونیاک سبز تولید شده در بیابان تولید شوند و یک کشش تقاضای قدرتمند ایجاد می‌کنند.63
جدول 3: مقایسه راهبردی حامل‌های حمل و نقل هیدروژن
3.3. استفاده از زمین و هم‌مکانی: هم‌افزایی‌ها و تأثیرات زیست‌محیطی
کشاورزی خورشیدی (Agrivoltaics - AV): یک راه‌حل همزیستی برای اراضی خشک: هم‌مکانی پنل‌های خورشیدی و کشاورزی، هم‌افزایی‌های عمیقی را به ویژه در آب‌وهوای گرم و خشک ارائه می‌دهد.
صرفه‌جویی در آب: سایه ایجاد شده توسط پنل‌های PV تبخیر خاک و تنش آبی گیاه را کاهش می‌دهد. یک مطالعه در اورگان بر روی یک مرتع بدون آبیاری نشان داد که مناطق زیر پنل‌ها 328% کارایی بیشتری در مصرف آب داشتند.69 یک مطالعه در امارات متحده عربی نشان داد که خیارهای رشد کرده در سایه به آب کمتری نیاز داشتند و مرگ‌ومیر کمتری داشتند.70
- افزایش محصول: با کاهش تنش گرمایی، AV می‌تواند بازده محصول را افزایش دهد. همان مطالعه اورگان 90% زیست‌توده بیشتری در اواخر فصل را در زیر پنل‌ها نشان داد.69 یک مطالعه در دانشگاه آریزونا نشان داد که تولید گوجه‌فرنگی گیلاسی در یک سیستم AV دو برابر شد.71
بازده استفاده از زمین: AV بهره‌وری کل یک قطعه زمین معین را افزایش می‌دهد. نسبت معادل زمین (LER)، که این را اندازه‌گیری می‌کند، می‌تواند تا 1.6 باشد، به این معنی که سیستم ترکیبی 60% بهره‌ورتر از عملیات جداگانه خورشیدی و کشاورزی است.72
اثرات اقلیمی در مقیاس متوسط: مهندسی اقلیم با مزارع خورشیدی: استقرار مزارع خورشیدی در مقیاس قاره‌ای می‌تواند پیامدهای اقلیمی ناخواسته و در مقیاس بزرگ داشته باشد.
فرضیه «سبز شدن ساحل»: مدل‌های اقلیمی نشان می‌دهند که پوشاندن یک منطقه وسیع از صحرای بزرگ آفریقا با پنل‌های خورشیدی تیره، آلبیدوی سطح (بازتابندگی) را کاهش می‌دهد و باعث گرمایش محلی می‌شود. این گرمایش می‌تواند الگوهای گردش جوی را تغییر دهد و منجر به افزایش بیش از دو برابری بارش بر روی صحرا و به ویژه منطقه ساحل مجاور شود.73 این به نوبه خود باعث رشد پوشش گیاهی می‌شود، که بیشتر آلبیدو را کاهش می‌دهد و یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد می‌کند.73
ارتباطات از راه دور جهانی: همان مدل‌هایی که سبز شدن منطقه‌ای را پیش‌بینی می‌کنند، در مورد اثرات نامطلوب بالقوه در جاهای دیگر نیز هشدار می‌دهند. این «ارتباطات از راه دور» جوی می‌تواند منجر به خشکسالی در جنگل‌های بارانی آمازون، توزیع مجدد دمای جهانی و تسریع در از دست دادن یخ دریای قطب شمال شود.74
انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ به عنوان یک مداخله اکولوژیکی و اقلیمی: ما باید درک خود را از مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ بازنگری کنیم. آنها صرفاً تولیدکنندگان انرژی غیرفعال نیستند که زمین را اشغال می‌کنند؛ آنها مداخلات فعالی در اکوسیستم‌ها و سیستم‌های اقلیمی محلی و منطقه‌ای هستند. این امر پیامدهای عمیقی برای ارزیابی‌های تأثیرات زیست‌محیطی و برنامه‌ریزی پروژه‌ها دارد. دیدگاه متعارف این است که یک مزرعه خورشیدی تأثیر منفی زیست‌محیطی محلی دارد (پاکسازی زمین، از دست دادن زیستگاه 75). تحقیقات کشاورزی خورشیدی نشان می‌دهد که این همیشه درست نیست. یک سیستم AV می‌تواند یک میکرو اقلیم بهره‌ورتر و کارآمدتر از نظر آب ایجاد کند که نشان‌دهنده یک هم‌افزایی اکولوژیکی مثبت است.69 این یک تضاد در استفاده از زمین را به یک بهینه‌سازی در استفاده از زمین تبدیل می‌کند. مدل‌سازی اقلیمی این را یک گام فراتر می‌برد. یک مزرعه خورشیدی عظیم می‌تواند اساساً اقلیم منطقه‌ای را تغییر دهد.73 این نوعی مهندسی اقلیم ناخواسته است. مزایای بالقوه (سبز شدن ساحل) عظیم هستند، اما خطرات بالقوه (خشکسالی آمازون) فاجعه‌بار هستند.74 این امر ارزیابی زیست‌محیطی چنین پروژه‌هایی را از یک مسئله محلی به یک مسئله جهانی ارتقا می‌دهد. این بدان معناست که هر پروژه‌ای در مقیاس Desertec یا Xlinks نه تنها به یک EIA، بلکه به یک مطالعه تأثیر اقلیمی جهانی نیاز دارد و یک لایه جدید و عظیم از ریسک و عدم قطعیت را برای سرمایه‌گذاران و سیاست‌گذاران معرفی می‌کند.
کشاورزی خورشیدی (Agrivoltaics - AV): یک راه‌حل همزیستی برای اراضی خشک: هم‌مکانی پنل‌های خورشیدی و کشاورزی، هم‌افزایی‌های عمیقی را به ویژه در آب‌وهوای گرم و خشک ارائه می‌دهد.
صرفه‌جویی در آب: سایه ایجاد شده توسط پنل‌های PV تبخیر خاک و تنش آبی گیاه را کاهش می‌دهد. یک مطالعه در اورگان بر روی یک مرتع بدون آبیاری نشان داد که مناطق زیر پنل‌ها 328% کارایی بیشتری در مصرف آب داشتند.69 یک مطالعه در امارات متحده عربی نشان داد که خیارهای رشد کرده در سایه به آب کمتری نیاز داشتند و مرگ‌ومیر کمتری داشتند.70
بازده استفاده از زمین: AV بهره‌وری کل یک قطعه زمین معین را افزایش می‌دهد. نسبت معادل زمین (LER)، که این را اندازه‌گیری می‌کند، می‌تواند تا 1.6 باشد، به این معنی که سیستم ترکیبی 60% بهره‌ورتر از عملیات جداگانه خورشیدی و کشاورزی است.72
اثرات اقلیمی در مقیاس متوسط: مهندسی اقلیم با مزارع خورشیدی: استقرار مزارع خورشیدی در مقیاس قاره‌ای می‌تواند پیامدهای اقلیمی ناخواسته و در مقیاس بزرگ داشته باشد.
فرضیه «سبز شدن ساحل»: مدل‌های اقلیمی نشان می‌دهند که پوشاندن یک منطقه وسیع از صحرای بزرگ آفریقا با پنل‌های خورشیدی تیره، آلبیدوی سطح (بازتابندگی) را کاهش می‌دهد و باعث گرمایش محلی می‌شود. این گرمایش می‌تواند الگوهای گردش جوی را تغییر دهد و منجر به افزایش بیش از دو برابری بارش بر روی صحرا و به ویژه منطقه ساحل مجاور شود.73 این به نوبه خود باعث رشد پوشش گیاهی می‌شود، که بیشتر آلبیدو را کاهش می‌دهد و یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد می‌کند.73
ارتباطات از راه دور جهانی: همان مدل‌هایی که سبز شدن منطقه‌ای را پیش‌بینی می‌کنند، در مورد اثرات نامطلوب بالقوه در جاهای دیگر نیز هشدار می‌دهند. این «ارتباطات از راه دور» جوی می‌تواند منجر به خشکسالی در جنگل‌های بارانی آمازون، توزیع مجدد دمای جهانی و تسریع در از دست دادن یخ دریای قطب شمال شود.74
انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ به عنوان یک مداخله اکولوژیکی و اقلیمی: ما باید درک خود را از مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ بازنگری کنیم. آنها صرفاً تولیدکنندگان انرژی غیرفعال نیستند که زمین را اشغال می‌کنند؛ آنها مداخلات فعالی در اکوسیستم‌ها و سیستم‌های اقلیمی محلی و منطقه‌ای هستند. این امر پیامدهای عمیقی برای ارزیابی‌های تأثیرات زیست‌محیطی و برنامه‌ریزی پروژه‌ها دارد. دیدگاه متعارف این است که یک مزرعه خورشیدی تأثیر منفی زیست‌محیطی محلی دارد (پاکسازی زمین، از دست دادن زیستگاه 75). تحقیقات کشاورزی خورشیدی نشان می‌دهد که این همیشه درست نیست. یک سیستم AV می‌تواند یک میکرو اقلیم بهره‌ورتر و کارآمدتر از نظر آب ایجاد کند که نشان‌دهنده یک هم‌افزایی اکولوژیکی مثبت است.69 این یک تضاد در استفاده از زمین را به یک بهینه‌سازی در استفاده از زمین تبدیل می‌کند. مدل‌سازی اقلیمی این را یک گام فراتر می‌برد. یک مزرعه خورشیدی عظیم می‌تواند اساساً اقلیم منطقه‌ای را تغییر دهد.73 این نوعی مهندسی اقلیم ناخواسته است. مزایای بالقوه (سبز شدن ساحل) عظیم هستند، اما خطرات بالقوه (خشکسالی آمازون) فاجعه‌بار هستند.74 این امر ارزیابی زیست‌محیطی چنین پروژه‌هایی را از یک مسئله محلی به یک مسئله جهانی ارتقا می‌دهد. این بدان معناست که هر پروژه‌ای در مقیاس Desertec یا Xlinks نه تنها به یک EIA، بلکه به یک مطالعه تأثیر اقلیمی جهانی نیاز دارد و یک لایه جدید و عظیم از ریسک و عدم قطعیت را برای سرمایه‌گذاران و سیاست‌گذاران معرفی می‌کند.
بخش چهارم: مرز بعدی: فناوری‌های نوظهور و چشم‌اندازهای بلندمدت
4.1. نسل بعدی سلول‌های خورشیدی: پروسکایت‌ها
وعده: سلول‌های خورشیدی پروسکایت پتانسیل بازدهی بالاتر و هزینه‌های تولید پایین‌تر از سیلیکون را ارائه می‌دهند. سلول‌های تاندم پروسکایت-روی-سیلیکون در آزمایشگاه به بازدهی بیش از 34% دست یافته‌اند 78 که از حد نظری سیلیکون به تنهایی فراتر می‌رود.چالش: پایداری: مانع اصلی تجاری‌سازی، تخریب است، به ویژه در شرایط سخت یک بیابان. پروسکایت‌ها به تنش حرارتی، رطوبت و تابش UV حساس هستند که می‌تواند باعث افت سریع عملکرد شود.79 یک ماژول تاندم برای اینکه قابل دوام باشد، نیاز دارد که سلول بالایی پروسکایت نرخ تخریب کمتر از 1.3% در سال داشته باشد.84
چشم‌انداز: تحقیقات فشرده جهانی بر بهبود پایداری از طریق کپسوله‌سازی بهتر و فرمولاسیون‌های شیمیایی جدید متمرکز شده است.82 اگر چالش پایداری حل شود، پروسکایت‌ها می‌توانند بازده انرژی و اقتصاد انرژی خورشیدی بیابانی را در دهه آینده به طور چشمگیری بهبود بخشند.
4.2. راه‌حل‌های خنک‌کننده غیرفعال: خنک‌کننده تابشی
چالش: پایداری: مانع اصلی تجاری‌سازی، تخریب است، به ویژه در شرایط سخت یک بیابان. پروسکایت‌ها به تنش حرارتی، رطوبت و تابش UV حساس هستند که می‌تواند باعث افت سریع عملکرد شود.79 یک ماژول تاندم برای اینکه قابل دوام باشد، نیاز دارد که سلول بالایی پروسکایت نرخ تخریب کمتر از 1.3% در سال داشته باشد.84
چشم‌انداز: تحقیقات فشرده جهانی بر بهبود پایداری از طریق کپسوله‌سازی بهتر و فرمولاسیون‌های شیمیایی جدید متمرکز شده است.82 اگر چالش پایداری حل شود، پروسکایت‌ها می‌توانند بازده انرژی و اقتصاد انرژی خورشیدی بیابانی را در دهه آینده به طور چشمگیری بهبود بخشند.
مفهوم: فیلم‌های خنک‌کننده تابشی مواد پیشرفتهای هستند که برای شفاف بودن در برابر نور خورشید اما بسیار گسیلنده در طول موج‌های فروسرخ خاصی که از «پنجره آسمان» جو عبور می‌کنند (8-13 میکرومتر) طراحی شده‌اند.25 هنگامی که روی یک پنل خورشیدی اعمال می‌شوند، به طور غیرفعال گرما را مستقیماً به سرمای فضای عمیق تابش می‌دهند، حتی زیر نور کامل خورشید.تأثیر: این فناوری مستقیماً به جریمه افت حرارتی می‌پردازد. آزمایش‌های میدانی نشان داده‌اند که این پوشش‌ها می‌توانند دمای سطح را 5-6 درجه سانتی‌گراد کاهش دهند 24 و مدل‌های نظری نشان می‌دهند که خنک‌سازی بیش از 18 درجه سانتی‌گراد امکان‌پذیر است.26 این اثر خنک‌کننده غیرفعال مستقیماً به بازده انرژی بالاتر تبدیل می‌شود و آن را به یک فناوری بالقوه تحول‌آفرین برای آب‌وهوای گرم بیابانی تبدیل می‌کند.23
4.3. افق نهایی: انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP)
تأثیر: این فناوری مستقیماً به جریمه افت حرارتی می‌پردازد. آزمایش‌های میدانی نشان داده‌اند که این پوشش‌ها می‌توانند دمای سطح را 5-6 درجه سانتی‌گراد کاهش دهند 24 و مدل‌های نظری نشان می‌دهند که خنک‌سازی بیش از 18 درجه سانتی‌گراد امکان‌پذیر است.26 این اثر خنک‌کننده غیرفعال مستقیماً به بازده انرژی بالاتر تبدیل می‌شود و آن را به یک فناوری بالقوه تحول‌آفرین برای آب‌وهوای گرم بیابانی تبدیل می‌کند.23
مفهوم: قرار دادن آرایه‌های خورشیدی عظیم در مدار زمین‌ثابت (GEO) برای جمع‌آوری نور خورشید بدون وقفه 24/7 و ارسال انرژی به زمین از طریق مایکروویو یا لیزر.86 این کار نوسانات و مسائل مربوط به استفاده از زمین را در زمین از بین می‌برد.ابتکارات کلیدی:
Caltech SSPP: در سال 2023 با موفقیت نمایشگر SSPD-1 را پرتاب کرد و اولین انتقال برق بی‌سیم در فضا را به دست آورد و یک سیگنال قابل تشخیص را به زمین ارسال کرد.89 این امر سطح آمادگی فناوری (TRL) اجزای کلیدی را ارتقا داد، اما آنها در سطح پایین تا متوسط (TRL 4-6) باقی می‌مانند.92
ESA SOLARIS: یک ابتکار مقدماتی برای مطالعه امکان‌سنجی SBSP، با تصمیمی در مورد یک برنامه توسعه کامل که برای 2025 برنامه‌ریزی شده است.94
JAXA (ژاپن): یک برنامه تحقیقاتی طولانی‌مدت دارد که بر روی فناوری‌های انتقال مایکروویو و لیزر و مونتاژ رباتیک تمرکز دارد.97
انتقال مایکروویو در مقابل لیزر:
مایکروویو: مزیت آن انتقال در هر شرایط آب‌وهوایی است (از ابرها/باران عبور می‌کند). عیب آن این است که پراش پرتو به آنتن‌های عظیم (در مقیاس کیلومتر) در فضا و روی زمین (رکتنا) نیاز دارد.86
لیزر: مزیت آن اندازه بسیار کوچکتر فرستنده و گیرنده است. عیب آن این است که پرتو توسط ابرها و باران مسدود می‌شود و بازده تبدیل پایین‌تر است.87
SBSP به عنوان یک چالش بزرگ «محرک فناوری»: در حالی که رقابت اقتصادی مستقیم با انرژی خورشیدی زمینی هزاران برابر دورتر است 103، SBSP به عنوان یک «چالش بزرگ» قدرتمند عمل می‌کند که پیشرفتهای اساسی را در چندین زمینه مجبور می‌کند: سازه‌های سبک، رباتیک، انتقال برق بی‌سیم و سلول‌های خورشیدی فضایی با بازدهی بالا. هزینه SBSP در حال حاضر به دلیل هزینه‌های پرتاب و مقیاس عظیم مورد نیاز، بازدارنده است.86 با این حال، پروژه‌هایی مانند SSPP کلتک 89 و SOLARIS ایسا 96 هدف استقرار فوری را ندارند. هدف آنها پیشبرد TRL فناوری‌های کلیدی توانمندساز است. به عنوان مثال، سازه‌های فوق‌سبک و قابل استقرار (DOLCE 90) و فرستنده‌های برق انعطاف‌پذیر (MAPLE 89) که توسط کلتک توسعه یافته‌اند، کاربردهایی فراتر از SBSP دارند. بنابراین، ارزش تحقیقات SBSP در میان‌مدت نباید با LCOE آن اندازه‌گیری شود، بلکه با مجموعه فناوری‌های پیشرفتهای که از آن منشعب می‌شود، سنجیده می‌شود. این یک محرک تحقیق و توسعه پرخطر و با پاداش بالا است که افق بازده آن به دهه‌ها، نه سال‌ها، اندازه‌گیری می‌شود.
ابتکارات کلیدی:
Caltech SSPP: در سال 2023 با موفقیت نمایشگر SSPD-1 را پرتاب کرد و اولین انتقال برق بی‌سیم در فضا را به دست آورد و یک سیگنال قابل تشخیص را به زمین ارسال کرد.89 این امر سطح آمادگی فناوری (TRL) اجزای کلیدی را ارتقا داد، اما آنها در سطح پایین تا متوسط (TRL 4-6) باقی می‌مانند.92
ESA SOLARIS: یک ابتکار مقدماتی برای مطالعه امکان‌سنجی SBSP، با تصمیمی در مورد یک برنامه توسعه کامل که برای 2025 برنامه‌ریزی شده است.94
JAXA (ژاپن): یک برنامه تحقیقاتی طولانی‌مدت دارد که بر روی فناوری‌های انتقال مایکروویو و لیزر و مونتاژ رباتیک تمرکز دارد.97
انتقال مایکروویو در مقابل لیزر:
مایکروویو: مزیت آن انتقال در هر شرایط آب‌وهوایی است (از ابرها/باران عبور می‌کند). عیب آن این است که پراش پرتو به آنتن‌های عظیم (در مقیاس کیلومتر) در فضا و روی زمین (رکتنا) نیاز دارد.86
لیزر: مزیت آن اندازه بسیار کوچکتر فرستنده و گیرنده است. عیب آن این است که پرتو توسط ابرها و باران مسدود می‌شود و بازده تبدیل پایین‌تر است.87
SBSP به عنوان یک چالش بزرگ «محرک فناوری»: در حالی که رقابت اقتصادی مستقیم با انرژی خورشیدی زمینی هزاران برابر دورتر است 103، SBSP به عنوان یک «چالش بزرگ» قدرتمند عمل می‌کند که پیشرفتهای اساسی را در چندین زمینه مجبور می‌کند: سازه‌های سبک، رباتیک، انتقال برق بی‌سیم و سلول‌های خورشیدی فضایی با بازدهی بالا. هزینه SBSP در حال حاضر به دلیل هزینه‌های پرتاب و مقیاس عظیم مورد نیاز، بازدارنده است.86 با این حال، پروژه‌هایی مانند SSPP کلتک 89 و SOLARIS ایسا 96 هدف استقرار فوری را ندارند. هدف آنها پیشبرد TRL فناوری‌های کلیدی توانمندساز است. به عنوان مثال، سازه‌های فوق‌سبک و قابل استقرار (DOLCE 90) و فرستنده‌های برق انعطاف‌پذیر (MAPLE 89) که توسط کلتک توسعه یافته‌اند، کاربردهایی فراتر از SBSP دارند. بنابراین، ارزش تحقیقات SBSP در میان‌مدت نباید با LCOE آن اندازه‌گیری شود، بلکه با مجموعه فناوری‌های پیشرفتهای که از آن منشعب می‌شود، سنجیده می‌شود. این یک محرک تحقیق و توسعه پرخطر و با پاداش بالا است که افق بازده آن به دهه‌ها، نه سال‌ها، اندازه‌گیری می‌شود.
بخش پنجم: تحلیل نهایی و توصیه‌های راهبردی
توصیه‌های عملی برای سرمایه‌گذاران/سیاست‌گذاران:
اتخاذ یک چارچوب ارزش سیستمی: فراتر از LCOE ساده حرکت کنید. پروژه‌ها را بر اساس توانایی آنها در ارائه برق پایدار، قابل برنامه‌ریزی و خدمات جانبی ارزشمند ارزیابی کنید. پروژه‌های خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی را در بازارهای با نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر در اولویت قرار دهید.
سرمایه‌گذاری در «مقاوم‌سازی در برابر بیابان»: برای پروژه‌ها در مناطق خشک، CAPEX را به فناوری‌هایی اختصاص دهید که خطرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند، مانند ماژول‌هایی با ضرایب دمایی پایین، کپسوله‌سازی قوی و به طور بالقوه فیلم‌های خنک‌کننده تابشی. مدل‌های OPEX باید شامل استراتژی‌های تهاجمی و بهینه‌سازی شده تمیز کردن پنل باشند.
کاوش در کل زنجیره ارزش: فراتر از فروش برق نگاه کنید. پتانسیل انرژی خورشیدی بیابانی را برای ایجاد اکوسیستم‌های صنعتی جدید، به ویژه تولید هیدروژن و آمونیاک سبز برای صادرات، با بهره‌گیری از سیاست‌هایی مانند CBAM اتحادیه اروپا، ارزیابی کنید.
پذیرش استفاده هم‌افزایانه از زمین: کشاورزی خورشیدی را در مناطق مناسب برای به حداکثر رساندن بهره‌وری زمین، بهبود امنیت غذایی و صرفه‌جویی در آب ترویج دهید. این امر همچنین می‌تواند پذیرش جامعه را بهبود بخشد و ارزش مشترک ایجاد کند.
نظارت و تأمین مالی تحقیق و توسعه: پیشرفت TRL فناوری‌های تحول‌آفرین مانند پروسکایت‌ها و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت را به دقت زیر نظر داشته باشید. برای سیاست‌گذاران، تأمین مالی تحقیقات در مورد تأثیرات اقلیمی در مقیاس متوسط مزارع خورشیدی عظیم برای کاهش ریسک استقرارهای آینده حیاتی است.
دوران ساخت ساده مزارع خورشیدی به پایان رسیده است. آینده انرژی خورشیدی بیابانی در ساخت سیستم‌های انرژی بسیار یکپارچه، هوشمند و انعطاف‌پذیر نهفته است که عمیقاً با محیط محلی و اقتصاد جهانی خود در ارتباط هستند. چالش‌ها عظیم هستند، اما پتانسیل بهره‌برداری از بیابان‌های بزرگ جهان برای تأمین انرژی پاک فراوان، کم‌هزینه و قابل اعتماد برای جمعیت جهانی، آن را به یکی از مهم‌ترین تلاش‌های قرن بیست و یکم تبدیل می‌کند.
توصیه‌های عملی برای سرمایه‌گذاران/سیاست‌گذاران:
اتخاذ یک چارچوب ارزش سیستمی: فراتر از LCOE ساده حرکت کنید. پروژه‌ها را بر اساس توانایی آنها در ارائه برق پایدار، قابل برنامه‌ریزی و خدمات جانبی ارزشمند ارزیابی کنید. پروژه‌های خورشیدی-به‌علاوه-ذخیره‌سازی را در بازارهای با نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر در اولویت قرار دهید.
سرمایه‌گذاری در «مقاوم‌سازی در برابر بیابان»: برای پروژه‌ها در مناطق خشک، CAPEX را به فناوری‌هایی اختصاص دهید که خطرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند، مانند ماژول‌هایی با ضرایب دمایی پایین، کپسوله‌سازی قوی و به طور بالقوه فیلم‌های خنک‌کننده تابشی. مدل‌های OPEX باید شامل استراتژی‌های تهاجمی و بهینه‌سازی شده تمیز کردن پنل باشند.
کاوش در کل زنجیره ارزش: فراتر از فروش برق نگاه کنید. پتانسیل انرژی خورشیدی بیابانی را برای ایجاد اکوسیستم‌های صنعتی جدید، به ویژه تولید هیدروژن و آمونیاک سبز برای صادرات، با بهره‌گیری از سیاست‌هایی مانند CBAM اتحادیه اروپا، ارزیابی کنید.
پذیرش استفاده هم‌افزایانه از زمین: کشاورزی خورشیدی را در مناطق مناسب برای به حداکثر رساندن بهره‌وری زمین، بهبود امنیت غذایی و صرفه‌جویی در آب ترویج دهید. این امر همچنین می‌تواند پذیرش جامعه را بهبود بخشد و ارزش مشترک ایجاد کند.
نظارت و تأمین مالی تحقیق و توسعه: پیشرفت TRL فناوری‌های تحول‌آفرین مانند پروسکایت‌ها و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت را به دقت زیر نظر داشته باشید. برای سیاست‌گذاران، تأمین مالی تحقیقات در مورد تأثیرات اقلیمی در مقیاس متوسط مزارع خورشیدی عظیم برای کاهش ریسک استقرارهای آینده حیاتی است. دوران ساخت ساده مزارع خورشیدی به پایان رسیده است. آینده انرژی خورشیدی بیابانی در ساخت سیستم‌های انرژی بسیار یکپارچه، هوشمند و انعطاف‌پذیر نهفته است که عمیقاً با محیط محلی و اقتصاد جهانی خود در ارتباط هستند. چالش‌ها عظیم هستند، اما پتانسیل بهره‌برداری از بیابان‌های بزرگ جهان برای تأمین انرژی پاک فراوان، کم‌هزینه و قابل اعتماد برای جمعیت جهانی، آن را به یکی از مهم‌ترین تلاش‌های قرن بیست و یکم تبدیل می‌کند.
Solar panels in deserts - part 1: chances and risks - Sinovoltaics, accessed July 17, 2025, https://sinovoltaics.com/technology/solar-panels-deserts-part-1-chances-risks-testing/
The 15 Biggest Solar Farms In The World 2025 | The Eco Experts, accessed July 17, 2025, https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/biggest-solar-farms
Chile Solar Panel Manufacturing Report | Market Analysis and Insights - PVKnowhow, accessed July 17, 2025, https://www.pvknowhow.com/solar-report/chile/
Determination of the Soiling Impact on Photovoltaic Modules at the Coastal Area of the Atacama Desert - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/13/15/3819
Photovoltaic power resource at the Atacama Desert under climate change - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/372498034_Photovoltaic_power_resource_at_the_Atacama_Desert_under_climate_change
If we covered 1.2% of the Sahara in solar panels there would be enough energy output to power the world. Is this accurate? https://www.reddit.com/r/theydidthemath/comments/ozpve8/request_if_we_covered_12_of_the_sahara_in_solar/
Saudi Arabia Solar Panel Manufacturing | Market Insights Report, accessed July 17, 2025, https://www.pvknowhow.com/solar-report/saudi-arabia/
The impact of the rise of using solar energy in GCC countries, accessed July 17, 2025, https://www.rees-journal.org/articles/rees/pdf/2019/01/rees190004s.pdf
Solar Photovoltaic System Cost Benchmarks - Department of Energy, accessed July 17, 2025, https://www.energy.gov/eere/solar/solar-photovoltaic-system-cost-benchmarks
How much land will PV need to supply our electricity? Solar Energy Technologies Program (Fact Sheet) - NREL, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy04osti/35097.pdf
How much of the Sahara Desert would need to be covered with solar panels to power the world? https://tribeimpactcapital.com/impact-hub/how-much-of-the-sahara-desert-would-need-to-be-covered-with-solar-panels-to-power-the-world/
Solar Panel Efficiency: Temperature and Shade Impact - Boston Solar, accessed July 17, 2025, https://www.bostonsolar.us/solar-blog-resource-center/blog/how-do-temperature-and-shade-affect-solar-panel-efficiency/
The Impact of Desert Regions on Solar Energy Production with the ..., accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/2071-1050/16/13/5476
Understanding PV System Losses, Part 3: Soiling, Snow, System ..., accessed July 17, 2025, https://aurorasolar.com/blog/understanding-pv-system-losses-part-3-soiling-snow-system-degradation/
Review of PV soiling particle mechanics in desert environments - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/315663346_Review_of_PV_soiling_particle_mechanics_in_desert_environments
Monitoring photovoltaic soiling: assessment, challenges, and perspectives of current and potential strategies - PubMed Central, accessed July 17, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7960939/
Effect of Soiling on Solar Photovoltaic Performance under Desert Climatic Conditions - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/14/3/659
aurorasolar.com, accessed July 17, 2025, https://aurorasolar.com/blog/understanding-pv-system-losses-part-3-soiling-snow-system-degradation/#:~:text=PV%20Soiling%20Rate%20Variation%20over,day%20in%20a%20desert%20environment.
Considering the Variability of Soiling in Long-Term PV Performance Forecasting - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy23osti/85776.pdf
Performance Analysis of Photovoltaics Systems Installed at ..., accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/306017993_Performance_Analysis_of_Photovoltaics_Systems_Installed_at_Different_Sites_in_the_Atacama_Desert
Soiling factors that influence the overall performance of PV modules in desert regions. PV, photovoltaic. https://www.researchgate.net/figure/Soiling-factors-that-influence-the-overall-performance-of-PV-modules-in-desert-regions_fig7_381127613
Atacama Desert: 3SUN panels outperform PERC | INES - Institut ..., accessed July 17, 2025, https://www.ines-solaire.org/en/news/atacama-desert-3sun-panels-outperform-perc/
Passive daytime radiative cooling - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Passive_daytime_radiative_cooling
Bio-inspired Strategies for Efficient Radiative Cooling, accessed July 17, 2025, https://hammer.purdue.edu/articles/thesis/_b_Bio-inspired_Strategies_for_Efficient_Radiative_Cooling_b_/27922182
Radiative cooling for passive thermal management towards sustainable carbon neutrality, accessed July 17, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9843130/
Radiative cooling for solar cells | Request PDF - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/281911166_Radiative_cooling_for_solar_cells
Why don't they put solar panels in the desert - BLOG - Tongwei Co., Ltd.,, accessed July 17, 2025, https://en.tongwei.cn/blog/89.html
Tuned radiative cooling for PV solar panels?!, accessed July 17, 2025, https://www.solarpaneltalk.com/forum/solar/solar-energy-facts/21839-tuned-radiative-cooling-for-pv-solar-panels
Challenges of generating solar power in the Atacama Desert - Cabot Institute for the Environment blog - University of Bristol https://environment.blogs.bristol.ac.uk/2017/02/08/challenges-of-generating-solar-power-in-the-atacama-desert/
Mojave Solar Project | Solar Farm in Lenwood, CA - GridInfo, accessed July 17, 2025, https://www.gridinfo.com/plant/mojave-solar-project/57331
Mojave Solar Project - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Mojave_Solar_Project
RE Barren Ridge 1 | Solar Farm in Mojave, CA - GridInfo, accessed July 17, 2025, https://www.gridinfo.com/plant/re-barren-ridge-1/60389
Mojave Desert Welcomes Massive Solar-Plus-Storage Park at CA Air Force Base - EEPower, accessed July 17, 2025, https://eepower.com/news/mojave-desert-welcomes-massive-solar-plus-storage-park-at-ca-air-force-base/
Mojave Solar Project (Abengoa) - California Energy Commission - CA.gov, accessed July 17, 2025, https://www.energy.ca.gov/powerplant/solar-thermal/mojave-solar-project-abengoa
Solar-Electrical Conversion and Land Use | FCS Blog - Fossil Consulting Services, accessed July 17, 2025, https://www.fossilconsulting.com/blog/renewable-energy/solar-electrical-conversion-and-land-use/
Lazard: Solar and Wind Retain Lowest LCOEs - RTO Insider, accessed July 17, 2025, https://www.rtoinsider.com/108308-lazard-solar-wind-retain-lowest-lcoes/
Levelized Cost of Energy+ (LCOE+) - Lazard, accessed July 17, 2025, https://www.lazard.com/research-insights/levelized-cost-of-energyplus-lcoeplus/
LAZARD RELEASES 2025 LEVELIZED COST OF ENERGY+ REPORT, accessed July 17, 2025, https://www.lazard.com/media/0sopmth5/lazard-releases-2025-levelized-cost-of-energyplus-report.pdf
Renewable power generation costs in 2023, accessed July 17, 2025, http://large.stanford.edu/courses/2024/ph240/lutz1/docs/irena-2024.pdf
Renewable Power Generation Costs in 2023: IRENA - REGlobal - Knowledge Centre, accessed July 17, 2025, https://reglobal.org/renewable-power-generation-costs-in-2023-irena/
Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual ... - EIA, accessed July 17, 2025, https://www.eia.gov/outlooks/aeo/electricity_generation/pdf/AEO2025_LCOE_report.pdf
Lazard Releases Its Levelized Cost Report with the Same Misrepresentations, accessed July 17, 2025, https://www.instituteforenergyresearch.org/renewable/solar/lazard-releases-its-levelized-cost-report-with-the-same-misrepresentations/
Solar + Storage as a Mid-Merit, Utility-Scale Generating Asset1 - Fluence, accessed July 17, 2025, https://info.fluenceenergy.com/hubfs/Collateral/White%20paper_TepperFluenceS+SasMid-Merit_final.pdf
Grid Stability Challenges → Term - Energy → Sustainability Directory, accessed July 17, 2025, https://energy.sustainability-directory.com/term/grid-stability-challenges/
Evaluating energy storage tech revenue potential | McKinsey, accessed July 17, 2025, https://www.mckinsey.com/industries/electric-power-and-natural-gas/our-insights/evaluating-the-revenue-potential-of-energy-storage-technologies
Understanding CAPEX and why it's important for solar PV projects - RatedPower, accessed July 17, 2025, https://ratedpower.com/glossary/capex-solar-projects/
Concentrating Solar Power | Electricity | 2024 | ATB | NREL, accessed July 17, 2025, https://atb.nrel.gov/electricity/2024/concentrating_solar_power
Concentrated solar power: much cheaper than batteries for energy storage - ESS News, accessed July 17, 2025, https://www.ess-news.com/2024/11/06/concentrated-solar-power-much-cheaper-than-batteries-for-energy-storage/
Concentrated Solar Power (CSP) vs Photovoltaic (PV) - TERLI New Energy Technology Co., Ltd., accessed July 17, 2025, https://www.terli.net/blog/csp-vs-pv.html
Published at Journal of Energy Storage - The cost-competitiveness of concentrated solar power with thermal energy storage in power systems with high solar penetration levels - SolarPACES https://www.solarpaces.org/published-at-journal-of-energy-storage-the-cost-competitiveness-of-concentrated-solar-power-with-thermal-energy-storage-in-power-systems-with-high-solar-penetration-levels/
Variable Renewable Energy Participation in U.S. Ancillary Services Markets: Economic Evaluation and Key Issues, accessed July 17, 2025, https://emp.lbl.gov/publications/variable-renewable-energy
Maximizing the Value of Large- Scale Solar PV Parks through Battery Storage and Ancillary Services - DiVA portal, accessed July 17, 2025, https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1777292/FULLTEXT01.pdf
Xlinks Morocco–UK Power Project - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Xlinks_Morocco%E2%80%93UK_Power_Project
Executive Summary Project Overview - UK Parliament Committees, accessed July 17, 2025, https://committees.parliament.uk/writtenevidence/114013/pdf/
Xlinks Morocco-UK Power Project – Development Consent Order - Home - Democracy in Devon https://democracy.devon.gov.uk/documents/s50196/Xlinks%20Morrocco-UK%20Power%20Project%20-%20Development%20Consent%20Order.pdf
Xlinks Morocco-UK Power Project - OceanIQ, accessed July 17, 2025, https://oceaniq.co.uk/projects/xlinks-morocco-uk-power-project/
News - Xlinks, accessed July 17, 2025, https://xlinks.co/news/
Conditions for low cost green hydrogen production: mapping cost competitiveness with reduced-form marginal effect relationships, accessed July 17, 2025, https://crawford.anu.edu.au/sites/default/files/2025-03/ccep2108_longden_ea_hydrogen_costs.pdf
Clean Hydrogen Production Cost Scenarios with PEM Electrolyzer ..., accessed July 17, 2025, https://www.hydrogen.energy.gov/docs/hydrogenprogramlibraries/pdfs/24005-clean-hydrogen-production-cost-pem-electrolyzer.pdf
Green H2 Transport through LH2, NH3 and LOHC: Opportunities and Challenges https://www.researchgate.net/publication/382754038_Green_H2_Transport_through_LH2_NH3_and_LOHC_Opportunities_and_Challenges
There's a challenging road ahead for hydrogen imports to the EU - Clean Air Task Force, accessed July 17, 2025, https://www.catf.us/2023/09/theres-challenging-road-ahead-hydrogen-imports-eu/
Hydrogen Economy - Are Liquid Hydrogen Carriers the answer? | Aranca, accessed July 17, 2025, https://www.aranca.com/knowledge-library/articles/ip-research/hydrogen-economy-are-liquid-hydrogen-carriers-the-answer
cse-net.org, accessed July 17, 2025, https://cse-net.org/eus-cbam-impact-on-global-trade-and-environmental-policy/#:~:text=The%20CBAM%20could%20positively%20boost,within%20and%20outside%20the%20EU.
How Will the EU's Carbon Border Adjustment Mechanism Impact Global Industries?, accessed July 17, 2025, https://cse-net.org/eus-cbam-impact-on-global-trade-and-environmental-policy/
CBAM, Hydrogen Partnerships and Egypt's Industry: Potential for Synergies, accessed July 17, 2025, https://www.intereconomics.eu/contents/year/2024/number/2/article/cbam-hydrogen-partnerships-and-egypt-s-industry-potential-for-synergies.html
The Potential Role of Ammonia for Hydrogen Storage and Transport: A Critical Review of Challenges and Opportunities - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/16/17/6192
Techno-Economic Feasibility Study of Hydrogen Transportation in Greenland Using Pipeline and Maritime Routes, accessed July 17, 2025, https://www.joet.org/m/journal/view.php?number=3172
Techno-economic feasibility of road transport of hydrogen using liquid organic hydrogen carriers - VTT's Research Information Portal, accessed July 17, 2025, https://cris.vtt.fi/files/42539081/1_s2.0_S0360319920332134_main.pdf
Remarkable agrivoltaic influence on soil moisture ..., accessed July 17, 2025, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0203256
Use of Agrivoltaics to Enhance Cucumber Production in the Hot and Arid Climate of UAE: A Sustainable Approach for Food and Clean Energy Security https://www.researchgate.net/publication/377074041_Use_of_Agrivoltaics_to_Enhance_Cucumber_Production_in_the_Hot_and_Arid_Climate_of_UAE_A_Sustainable_Approach_for_Food_and_Clean_Energy_Security
Agrivoltaics Offer Solutions to Simultaneous Climate and Health Challenges - Non Profit News | Nonprofit Quarterly, accessed July 17, 2025, https://nonprofitquarterly.org/agrivoltaics-offer-solutions-to-simultaneous-climate-and-health-challenges/
Knowns, uncertainties, and challenges in agrivoltaics to sustainably intensify energy and food production - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy23osti/84669.pdf
Climate model shows large-scale wind and solar farms in the ..., accessed July 17, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30190404/
Impacts of Large‐Scale Sahara Solar Farms on Global Climate and Vegetation Cover, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/347603088_Impacts_of_Large-Scale_Sahara_Solar_Farms_on_Global_Climate_and_Vegetation_Cover
Environmental and Circular Economy Implications of Solar Energy in a Decarbonized U.S. Grid - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy22osti/80818.pdf
Solar farms look like lakes to birds – and it's messing with their migrations, accessed July 17, 2025, https://www.murdoch.edu.au/news/articles/solar-farms-look-like-lakes-to-birds---and-it's-messing-with-their-migrations
Impacts of agrivoltaic systems on microclimate, water use efficiency, and crop yield: A systematic review - IDEAS/RePEc, accessed July 17, 2025, https://ideas.repec.org/a/eee/rensus/v221y2025ics1364032125006033.html
A review of life cycle assessment and sustainability analysis of perovskite/Si tandem solar cells - RSC Sustainability (RSC Publishing) DOI:10.1039/D4SU00431K, accessed July 17, 2025, https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/su/d4su00431k
Stability and reliability of perovskite containing solar cells and modules: degradation mechanisms and mitigation strategies - Energy & Environmental Science (RSC Publishing) https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee01898b
Perovskite solar cells: Thermal stresses are the key to long-term ..., accessed July 17, 2025, https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250221125304.htm
Perovskite solar cells: thermal stress is the key to their long term stability - Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), accessed July 17, 2025, https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=29226&sprache=en&seitenid=1
Stability of Perovskite Solar Cells Tripled with Protective Coating | News, accessed July 17, 2025, https://www.mccormick.northwestern.edu/news/articles/2024/11/stability-of-perovskite-solar-cells-doubled-with-protective-coating/
Solar perovskite tandems and potential-induced degradation - PV Magazine, accessed July 17, 2025, https://www.pv-magazine.com/2022/09/08/solar-perovskite-tandems-and-potential-induced-degradation/
Impact of perovskite solar cell degradation on the lifetime energy yield and economic viability of perovskite/silicon tandem modules - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/332576765_Impact_of_perovskite_solar_cell_degradation_on_the_lifetime_energy_yield_and_economic_viability_of_perovskitesilicon_tandem_modules
Encapsulation and Stability Testing of Perovskite Solar Cells for Real Life Applications, accessed July 17, 2025, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialsau.1c00045
Space-based solar power - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Space-based_solar_power
Space-Based Solar Power | Department of Energy, accessed July 17, 2025, https://www.energy.gov/articles/space-based-solar-power
Space based Solar Power: Feasibility Microwave based wireless power system - Medires, accessed July 17, 2025, https://www.mediresonline.org/article/space-based-solar-power-feasibility-microwave-based-wireless-power-system
In a First, Caltech's Space Solar Power Demonstrator Wirelessly Transmits Power in Space, accessed July 17, 2025, https://www.caltech.edu/about/news/in-a-first-caltechs-space-solar-power-demonstrator-wirelessly-transmits-power-in-space
Space Solar Power Project Ends First In-Space Mission with ..., accessed July 17, 2025, https://www.caltech.edu/about/news/space-solar-power-project-ends-first-in-space-mission-with-successes-and-lessons
In-space Testing Concludes: Results of Caltech's Space Solar Power Project - Leonard David's INSIDE OUTER SPACE, accessed July 17, 2025, https://www.leonarddavid.com/in-space-testing-concludes-results-of-caltechs-space-solar-power-project/
Technology readiness levels - DGC Wiki - Caltech, accessed July 17, 2025, https://www.cds.caltech.edu/~murray/dgc05/wiki/t/e/c/Technology_readiness_levels.html
Technology Readiness Levels (TRLs) - MassCEC, accessed July 17, 2025, https://www.masscec.com/masscec-funding/technology-market/trl
Solaris (solar power) - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Solaris_(solar_power)
ESA accelerates the race towards clean energy from space, accessed July 17, 2025, https://www.esa.int/Space_in_Member_States/United_Kingdom/ESA_accelerates_the_race_towards_clean_energy_from_space
SOLARIS - ESA, accessed July 17, 2025, https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/SOLARIS/SOLARIS2
Project.etc. Research on the Space Solar Power Systems (SSPS), accessed July 17, 2025, https://www.kenkai.jaxa.jp/eng/research/ssps/ssps-index.html
SSPS｜Satellite System and Earth Observation｜Japan Space Systems, accessed July 17, 2025, https://www.jspacesystems.or.jp/en/project/observation/ssps/
Project etc. Research on the Space Solar Power Systems (SSPS) About the SSPS, accessed July 17, 2025, https://www.kenkai.jaxa.jp/eng/research/ssps/ssps-ssps.html
Review Of Existing Microwave Beamed Wireless Energy Transfer Schemes - International Journal of Engineering Research & Technology, accessed July 17, 2025, https://www.ijert.org/research/review-of-existing-microwave-beamed-wireless-energy-transfer-schemes-IJERTV1IS9140.pdf
How efficient is beaming electrical power (via microwave or laser) compared to electric power line transmission, and how do infrastructure costs compare? - Quora, accessed July 17, 2025, https://www.quora.com/How-efficient-is-beaming-electrical-power-via-microwave-or-laser-compared-to-electric-power-line-transmission-and-how-do-infrastructure-costs-compare
Transmission media appropriate laser-microwave solar power satellite system | Request PDF - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/256935056_Transmission_media_appropriate_laser-microwave_solar_power_satellite_system
Space-based solar power is not a thing - Casey Handmer's blog, accessed July 17, 2025, https://caseyhandmer.wordpress.com/2019/08/20/space-based-solar-power-is-not-a-thing/
Solar panels in deserts - part 1: chances and risks - Sinovoltaics, accessed July 17, 2025, https://sinovoltaics.com/technology/solar-panels-deserts-part-1-chances-risks-testing/
The 15 Biggest Solar Farms In The World 2025 | The Eco Experts, accessed July 17, 2025, https://www.theecoexperts.co.uk/solar-panels/biggest-solar-farms
Chile Solar Panel Manufacturing Report | Market Analysis and Insights - PVKnowhow, accessed July 17, 2025, https://www.pvknowhow.com/solar-report/chile/
Determination of the Soiling Impact on Photovoltaic Modules at the Coastal Area of the Atacama Desert - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/13/15/3819
Photovoltaic power resource at the Atacama Desert under climate change - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/372498034_Photovoltaic_power_resource_at_the_Atacama_Desert_under_climate_change
If we covered 1.2% of the Sahara in solar panels there would be enough energy output to power the world. Is this accurate? https://www.reddit.com/r/theydidthemath/comments/ozpve8/request_if_we_covered_12_of_the_sahara_in_solar/
Saudi Arabia Solar Panel Manufacturing | Market Insights Report, accessed July 17, 2025, https://www.pvknowhow.com/solar-report/saudi-arabia/
The impact of the rise of using solar energy in GCC countries, accessed July 17, 2025, https://www.rees-journal.org/articles/rees/pdf/2019/01/rees190004s.pdf
Solar Photovoltaic System Cost Benchmarks - Department of Energy, accessed July 17, 2025, https://www.energy.gov/eere/solar/solar-photovoltaic-system-cost-benchmarks
How much land will PV need to supply our electricity? Solar Energy Technologies Program (Fact Sheet) - NREL, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy04osti/35097.pdf
How much of the Sahara Desert would need to be covered with solar panels to power the world? https://tribeimpactcapital.com/impact-hub/how-much-of-the-sahara-desert-would-need-to-be-covered-with-solar-panels-to-power-the-world/
Solar Panel Efficiency: Temperature and Shade Impact - Boston Solar, accessed July 17, 2025, https://www.bostonsolar.us/solar-blog-resource-center/blog/how-do-temperature-and-shade-affect-solar-panel-efficiency/
The Impact of Desert Regions on Solar Energy Production with the ..., accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/2071-1050/16/13/5476
Understanding PV System Losses, Part 3: Soiling, Snow, System ..., accessed July 17, 2025, https://aurorasolar.com/blog/understanding-pv-system-losses-part-3-soiling-snow-system-degradation/
Review of PV soiling particle mechanics in desert environments - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/315663346_Review_of_PV_soiling_particle_mechanics_in_desert_environments
Monitoring photovoltaic soiling: assessment, challenges, and perspectives of current and potential strategies - PubMed Central, accessed July 17, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7960939/
Effect of Soiling on Solar Photovoltaic Performance under Desert Climatic Conditions - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/14/3/659
aurorasolar.com, accessed July 17, 2025, https://aurorasolar.com/blog/understanding-pv-system-losses-part-3-soiling-snow-system-degradation/#:~:text=PV%20Soiling%20Rate%20Variation%20over,day%20in%20a%20desert%20environment.
Considering the Variability of Soiling in Long-Term PV Performance Forecasting - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy23osti/85776.pdf
Performance Analysis of Photovoltaics Systems Installed at ..., accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/306017993_Performance_Analysis_of_Photovoltaics_Systems_Installed_at_Different_Sites_in_the_Atacama_Desert
Soiling factors that influence the overall performance of PV modules in desert regions. PV, photovoltaic. https://www.researchgate.net/figure/Soiling-factors-that-influence-the-overall-performance-of-PV-modules-in-desert-regions_fig7_381127613
Atacama Desert: 3SUN panels outperform PERC | INES - Institut ..., accessed July 17, 2025, https://www.ines-solaire.org/en/news/atacama-desert-3sun-panels-outperform-perc/
Passive daytime radiative cooling - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Passive_daytime_radiative_cooling
Bio-inspired Strategies for Efficient Radiative Cooling, accessed July 17, 2025, https://hammer.purdue.edu/articles/thesis/_b_Bio-inspired_Strategies_for_Efficient_Radiative_Cooling_b_/27922182
Radiative cooling for passive thermal management towards sustainable carbon neutrality, accessed July 17, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9843130/
Radiative cooling for solar cells | Request PDF - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/281911166_Radiative_cooling_for_solar_cells
Why don't they put solar panels in the desert - BLOG - Tongwei Co., Ltd.,, accessed July 17, 2025, https://en.tongwei.cn/blog/89.html
Tuned radiative cooling for PV solar panels?!, accessed July 17, 2025, https://www.solarpaneltalk.com/forum/solar/solar-energy-facts/21839-tuned-radiative-cooling-for-pv-solar-panels
Challenges of generating solar power in the Atacama Desert - Cabot Institute for the Environment blog - University of Bristol https://environment.blogs.bristol.ac.uk/2017/02/08/challenges-of-generating-solar-power-in-the-atacama-desert/
Mojave Solar Project | Solar Farm in Lenwood, CA - GridInfo, accessed July 17, 2025, https://www.gridinfo.com/plant/mojave-solar-project/57331
Mojave Solar Project - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Mojave_Solar_Project
RE Barren Ridge 1 | Solar Farm in Mojave, CA - GridInfo, accessed July 17, 2025, https://www.gridinfo.com/plant/re-barren-ridge-1/60389
Mojave Desert Welcomes Massive Solar-Plus-Storage Park at CA Air Force Base - EEPower, accessed July 17, 2025, https://eepower.com/news/mojave-desert-welcomes-massive-solar-plus-storage-park-at-ca-air-force-base/
Mojave Solar Project (Abengoa) - California Energy Commission - CA.gov, accessed July 17, 2025, https://www.energy.ca.gov/powerplant/solar-thermal/mojave-solar-project-abengoa
Solar-Electrical Conversion and Land Use | FCS Blog - Fossil Consulting Services, accessed July 17, 2025, https://www.fossilconsulting.com/blog/renewable-energy/solar-electrical-conversion-and-land-use/
Lazard: Solar and Wind Retain Lowest LCOEs - RTO Insider, accessed July 17, 2025, https://www.rtoinsider.com/108308-lazard-solar-wind-retain-lowest-lcoes/
Levelized Cost of Energy+ (LCOE+) - Lazard, accessed July 17, 2025, https://www.lazard.com/research-insights/levelized-cost-of-energyplus-lcoeplus/
LAZARD RELEASES 2025 LEVELIZED COST OF ENERGY+ REPORT, accessed July 17, 2025, https://www.lazard.com/media/0sopmth5/lazard-releases-2025-levelized-cost-of-energyplus-report.pdf
Renewable power generation costs in 2023, accessed July 17, 2025, http://large.stanford.edu/courses/2024/ph240/lutz1/docs/irena-2024.pdf
Renewable Power Generation Costs in 2023: IRENA - REGlobal - Knowledge Centre, accessed July 17, 2025, https://reglobal.org/renewable-power-generation-costs-in-2023-irena/
Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual ... - EIA, accessed July 17, 2025, https://www.eia.gov/outlooks/aeo/electricity_generation/pdf/AEO2025_LCOE_report.pdf
Lazard Releases Its Levelized Cost Report with the Same Misrepresentations, accessed July 17, 2025, https://www.instituteforenergyresearch.org/renewable/solar/lazard-releases-its-levelized-cost-report-with-the-same-misrepresentations/
Solar + Storage as a Mid-Merit, Utility-Scale Generating Asset1 - Fluence, accessed July 17, 2025, https://info.fluenceenergy.com/hubfs/Collateral/White%20paper_TepperFluenceS+SasMid-Merit_final.pdf
Grid Stability Challenges → Term - Energy → Sustainability Directory, accessed July 17, 2025, https://energy.sustainability-directory.com/term/grid-stability-challenges/
Evaluating energy storage tech revenue potential | McKinsey, accessed July 17, 2025, https://www.mckinsey.com/industries/electric-power-and-natural-gas/our-insights/evaluating-the-revenue-potential-of-energy-storage-technologies
Understanding CAPEX and why it's important for solar PV projects - RatedPower, accessed July 17, 2025, https://ratedpower.com/glossary/capex-solar-projects/
Concentrating Solar Power | Electricity | 2024 | ATB | NREL, accessed July 17, 2025, https://atb.nrel.gov/electricity/2024/concentrating_solar_power
Concentrated solar power: much cheaper than batteries for energy storage - ESS News, accessed July 17, 2025, https://www.ess-news.com/2024/11/06/concentrated-solar-power-much-cheaper-than-batteries-for-energy-storage/
Concentrated Solar Power (CSP) vs Photovoltaic (PV) - TERLI New Energy Technology Co., Ltd., accessed July 17, 2025, https://www.terli.net/blog/csp-vs-pv.html
Published at Journal of Energy Storage - The cost-competitiveness of concentrated solar power with thermal energy storage in power systems with high solar penetration levels - SolarPACES https://www.solarpaces.org/published-at-journal-of-energy-storage-the-cost-competitiveness-of-concentrated-solar-power-with-thermal-energy-storage-in-power-systems-with-high-solar-penetration-levels/
Variable Renewable Energy Participation in U.S. Ancillary Services Markets: Economic Evaluation and Key Issues, accessed July 17, 2025, https://emp.lbl.gov/publications/variable-renewable-energy
Maximizing the Value of Large- Scale Solar PV Parks through Battery Storage and Ancillary Services - DiVA portal, accessed July 17, 2025, https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1777292/FULLTEXT01.pdf
Xlinks Morocco–UK Power Project - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Xlinks_Morocco%E2%80%93UK_Power_Project
Executive Summary Project Overview - UK Parliament Committees, accessed July 17, 2025, https://committees.parliament.uk/writtenevidence/114013/pdf/
Xlinks Morocco-UK Power Project – Development Consent Order - Home - Democracy in Devon https://democracy.devon.gov.uk/documents/s50196/Xlinks%20Morrocco-UK%20Power%20Project%20-%20Development%20Consent%20Order.pdf
Xlinks Morocco-UK Power Project - OceanIQ, accessed July 17, 2025, https://oceaniq.co.uk/projects/xlinks-morocco-uk-power-project/
News - Xlinks, accessed July 17, 2025, https://xlinks.co/news/
Conditions for low cost green hydrogen production: mapping cost competitiveness with reduced-form marginal effect relationships, accessed July 17, 2025, https://crawford.anu.edu.au/sites/default/files/2025-03/ccep2108_longden_ea_hydrogen_costs.pdf
Clean Hydrogen Production Cost Scenarios with PEM Electrolyzer ..., accessed July 17, 2025, https://www.hydrogen.energy.gov/docs/hydrogenprogramlibraries/pdfs/24005-clean-hydrogen-production-cost-pem-electrolyzer.pdf
Green H2 Transport through LH2, NH3 and LOHC: Opportunities and Challenges https://www.researchgate.net/publication/382754038_Green_H2_Transport_through_LH2_NH3_and_LOHC_Opportunities_and_Challenges
There's a challenging road ahead for hydrogen imports to the EU - Clean Air Task Force, accessed July 17, 2025, https://www.catf.us/2023/09/theres-challenging-road-ahead-hydrogen-imports-eu/
Hydrogen Economy - Are Liquid Hydrogen Carriers the answer? | Aranca, accessed July 17, 2025, https://www.aranca.com/knowledge-library/articles/ip-research/hydrogen-economy-are-liquid-hydrogen-carriers-the-answer
cse-net.org, accessed July 17, 2025, https://cse-net.org/eus-cbam-impact-on-global-trade-and-environmental-policy/#:~:text=The%20CBAM%20could%20positively%20boost,within%20and%20outside%20the%20EU.
How Will the EU's Carbon Border Adjustment Mechanism Impact Global Industries?, accessed July 17, 2025, https://cse-net.org/eus-cbam-impact-on-global-trade-and-environmental-policy/
CBAM, Hydrogen Partnerships and Egypt's Industry: Potential for Synergies, accessed July 17, 2025, https://www.intereconomics.eu/contents/year/2024/number/2/article/cbam-hydrogen-partnerships-and-egypt-s-industry-potential-for-synergies.html
The Potential Role of Ammonia for Hydrogen Storage and Transport: A Critical Review of Challenges and Opportunities - MDPI, accessed July 17, 2025, https://www.mdpi.com/1996-1073/16/17/6192
Techno-Economic Feasibility Study of Hydrogen Transportation in Greenland Using Pipeline and Maritime Routes, accessed July 17, 2025, https://www.joet.org/m/journal/view.php?number=3172
Techno-economic feasibility of road transport of hydrogen using liquid organic hydrogen carriers - VTT's Research Information Portal, accessed July 17, 2025, https://cris.vtt.fi/files/42539081/1_s2.0_S0360319920332134_main.pdf
Remarkable agrivoltaic influence on soil moisture ..., accessed July 17, 2025, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0203256
Use of Agrivoltaics to Enhance Cucumber Production in the Hot and Arid Climate of UAE: A Sustainable Approach for Food and Clean Energy Security https://www.researchgate.net/publication/377074041_Use_of_Agrivoltaics_to_Enhance_Cucumber_Production_in_the_Hot_and_Arid_Climate_of_UAE_A_Sustainable_Approach_for_Food_and_Clean_Energy_Security
Agrivoltaics Offer Solutions to Simultaneous Climate and Health Challenges - Non Profit News | Nonprofit Quarterly, accessed July 17, 2025, https://nonprofitquarterly.org/agrivoltaics-offer-solutions-to-simultaneous-climate-and-health-challenges/
Knowns, uncertainties, and challenges in agrivoltaics to sustainably intensify energy and food production - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy23osti/84669.pdf
Climate model shows large-scale wind and solar farms in the ..., accessed July 17, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30190404/
Impacts of Large‐Scale Sahara Solar Farms on Global Climate and Vegetation Cover, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/347603088_Impacts_of_Large-Scale_Sahara_Solar_Farms_on_Global_Climate_and_Vegetation_Cover
Environmental and Circular Economy Implications of Solar Energy in a Decarbonized U.S. Grid - Publications, accessed July 17, 2025, https://docs.nrel.gov/docs/fy22osti/80818.pdf
Solar farms look like lakes to birds – and it's messing with their migrations, accessed July 17, 2025, https://www.murdoch.edu.au/news/articles/solar-farms-look-like-lakes-to-birds---and-it's-messing-with-their-migrations
Impacts of agrivoltaic systems on microclimate, water use efficiency, and crop yield: A systematic review - IDEAS/RePEc, accessed July 17, 2025, https://ideas.repec.org/a/eee/rensus/v221y2025ics1364032125006033.html
A review of life cycle assessment and sustainability analysis of perovskite/Si tandem solar cells - RSC Sustainability (RSC Publishing) DOI:10.1039/D4SU00431K, accessed July 17, 2025, https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/su/d4su00431k
Stability and reliability of perovskite containing solar cells and modules: degradation mechanisms and mitigation strategies - Energy & Environmental Science (RSC Publishing) https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee01898b
Perovskite solar cells: Thermal stresses are the key to long-term ..., accessed July 17, 2025, https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250221125304.htm
Perovskite solar cells: thermal stress is the key to their long term stability - Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), accessed July 17, 2025, https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=29226&sprache=en&seitenid=1
Stability of Perovskite Solar Cells Tripled with Protective Coating | News, accessed July 17, 2025, https://www.mccormick.northwestern.edu/news/articles/2024/11/stability-of-perovskite-solar-cells-doubled-with-protective-coating/
Solar perovskite tandems and potential-induced degradation - PV Magazine, accessed July 17, 2025, https://www.pv-magazine.com/2022/09/08/solar-perovskite-tandems-and-potential-induced-degradation/
Impact of perovskite solar cell degradation on the lifetime energy yield and economic viability of perovskite/silicon tandem modules - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/332576765_Impact_of_perovskite_solar_cell_degradation_on_the_lifetime_energy_yield_and_economic_viability_of_perovskitesilicon_tandem_modules
Encapsulation and Stability Testing of Perovskite Solar Cells for Real Life Applications, accessed July 17, 2025, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialsau.1c00045
Space-based solar power - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Space-based_solar_power
Space-Based Solar Power | Department of Energy, accessed July 17, 2025, https://www.energy.gov/articles/space-based-solar-power
Space based Solar Power: Feasibility Microwave based wireless power system - Medires, accessed July 17, 2025, https://www.mediresonline.org/article/space-based-solar-power-feasibility-microwave-based-wireless-power-system
In a First, Caltech's Space Solar Power Demonstrator Wirelessly Transmits Power in Space, accessed July 17, 2025, https://www.caltech.edu/about/news/in-a-first-caltechs-space-solar-power-demonstrator-wirelessly-transmits-power-in-space
Space Solar Power Project Ends First In-Space Mission with ..., accessed July 17, 2025, https://www.caltech.edu/about/news/space-solar-power-project-ends-first-in-space-mission-with-successes-and-lessons
In-space Testing Concludes: Results of Caltech's Space Solar Power Project - Leonard David's INSIDE OUTER SPACE, accessed July 17, 2025, https://www.leonarddavid.com/in-space-testing-concludes-results-of-caltechs-space-solar-power-project/
Technology readiness levels - DGC Wiki - Caltech, accessed July 17, 2025, https://www.cds.caltech.edu/~murray/dgc05/wiki/t/e/c/Technology_readiness_levels.html
Technology Readiness Levels (TRLs) - MassCEC, accessed July 17, 2025, https://www.masscec.com/masscec-funding/technology-market/trl
Solaris (solar power) - Wikipedia, accessed July 17, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Solaris_(solar_power)
ESA accelerates the race towards clean energy from space, accessed July 17, 2025, https://www.esa.int/Space_in_Member_States/United_Kingdom/ESA_accelerates_the_race_towards_clean_energy_from_space
SOLARIS - ESA, accessed July 17, 2025, https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/SOLARIS/SOLARIS2
Project.etc. Research on the Space Solar Power Systems (SSPS), accessed July 17, 2025, https://www.kenkai.jaxa.jp/eng/research/ssps/ssps-index.html
SSPS｜Satellite System and Earth Observation｜Japan Space Systems, accessed July 17, 2025, https://www.jspacesystems.or.jp/en/project/observation/ssps/
Project etc. Research on the Space Solar Power Systems (SSPS) About the SSPS, accessed July 17, 2025, https://www.kenkai.jaxa.jp/eng/research/ssps/ssps-ssps.html
Review Of Existing Microwave Beamed Wireless Energy Transfer Schemes - International Journal of Engineering Research & Technology, accessed July 17, 2025, https://www.ijert.org/research/review-of-existing-microwave-beamed-wireless-energy-transfer-schemes-IJERTV1IS9140.pdf
How efficient is beaming electrical power (via microwave or laser) compared to electric power line transmission, and how do infrastructure costs compare? - Quora, accessed July 17, 2025, https://www.quora.com/How-efficient-is-beaming-electrical-power-via-microwave-or-laser-compared-to-electric-power-line-transmission-and-how-do-infrastructure-costs-compare
Transmission media appropriate laser-microwave solar power satellite system | Request PDF - ResearchGate, accessed July 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/256935056_Transmission_media_appropriate_laser-microwave_solar_power_satellite_system
Space-based solar power is not a thing - Casey Handmer's blog, accessed July 17, 2025, https://caseyhandmer.wordpress.com/2019/08/20/space-based-solar-power-is-not-a-thing/
