Kas uus päikesepatarei rekordilise kasuteguriga 30.1% võib muuta päikesepaneelide kaubanduslikku potentsiaali, küsib James Mckenzie
Päikesepaneelid on olnud kasutusel aastakümneid – tegelikult on need nüüd a ühine nägemus majadel isegi Põhja-Euroopa suuresti pilvistes ja pimedates riikides. Odavam ja lihtsamini paigaldatav kui kunagi varem, tekib küsimus, miks ei ole päikesepaneele paigaldatud igasse majja? Enamasti sõltub see kuludest. Tarbijad tahavad lihtsalt kiiret investeeringutasuvust.
Olles aastaid töötanud valgusdioodide (LED) sektoris, mäletan, kui raske oli veenda inimesi ostma midagi – LED-valgustit –, mis maksab rohkem kui vanamoodne hõõglamp. Milleks kulutada raha, kui te ei saa 10 aastat või kauem raha tagasi? Uued lambipirnid sobisid rohelise mõtlemisega ökosõdalastele, kuid mitte tavalistele panustajatele.
Õnneks paranesid LED-ide tõhusus, maksumus ja kvaliteet ning tarbijad hakkasid mõistma, et LED-valgustus kestab piisavalt kaua, et hüvitada esialgsed kulutused. Kui tasuvusajad langesid alla viie aasta, hakkasid asjad tõesti liikuma. Tänapäeva LED-valgustid suudavad pakkuda rohkem kui 100 luumenit vati kohta (kaks korda rohkem kui kõrgekvaliteediliste toodete puhul), mis tähendab, et see on ainus praktiline valik – tasuvusaeg kuude jooksul.
Selektiivne keelud Ebaefektiivsete valgusallikate kasutamine aitas muidugi kaasa, kuid LED-id õnnestusid tänu tehnilisele arengule koos mastaabisäästuga. Niisiis, kas sama juhtub päikesepaneelidega? Ühendkuningriigis alustas valitsus asju 2010. aastal soodustariifid (FiTs). Igaüks, kes päikesepaneelidega toodetud elektri võrku pani, sai tasu 41.3 p/kWh (penni kilovatt-tunni kohta) – ajal, mil elekter oli umbes 10 p/kWh. Tariifid viisid selleni, et paljud inimesed paigaldasid fotogalvaanilised (PV) paneelid koos paigaldusega kasvades 140,000 2011-lt 1.2. aastal XNUMX miljonile eelmise aasta lõpuks.
Tõhususe kasv
2010. aastal olid kaubanduslikud päikesepaneelid ränipõhised ja nende efektiivsus oli tavaliselt 15%. Kui ostsite need usaldusväärselt tootjalt, võivad mõned paneelid kesta kümneid aastaid, mis oli piisavalt pikk, et investeeringud tasuksid. Aga Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri 2020. aasta aruanne Leiti, et päikeseenergia hind langes aastatel 82–2010 maailmas 2019% ja paneelide kasutegur on nüüd 22% lähedal.
Tegelikult on kõik taastuvad energiaallikad, sealhulgas maismaa- ja avamere tuuleenergia ning kontsentreeritud päikeseenergia hind langenud, kusjuures ainuüksi 13. aastal langes päikeseenergia hind 2019% võrra, veidi üle 5 p/kWh. Vaatamata murrangule Ühendkuningriigi päikeseenergia sektoris FiTide lõppemine aastatel 2017–2018füüsiku sõnul paigaldab Ühendkuningriik 1. aasta lõpuks tõenäoliselt rohkem kui 2022 GW päikeseenergiat Finlay Colville, turu-uuringute juht aadressil Päikeseenergia meedia.
Lisaks viitavad märgid sellele, et Ühendkuningriigis võiks 40. aastaks kodude ja kontorite katustele ning maapealsetele päikesepaneelidele paigaldada kokku 2030 GW päikeseenergiat. Selle aasta alguses selle osana Energiajulgeoleku plaanÜhendkuningriigi valitsus kavatseb ka suurendada Ühendkuningriigi praegust 14 GW päikeseenergia võimsust, mis tema hinnangul võiks aastaks 2035 kuni viis korda.
Kulud on võtmetähtsusega. Päikesepatareide tõhususe maailmarekord on praegu 47.1%, mille saavutasid 2019. aastal USA töötajad Riiklik taastuvenergia labor, kes ehitas 143 Päikese valgustuse all erinevatest materjalidest kuus koonduvat päikesepatareid. Ükski päikesepatarei ei saa kunagi olla nii kulutõhus kui vana hea räni, kuid hiljuti avalikustati uus "tandem" päikesepaneel. Fotogalvaanilise energia muundamise maailmakonverents Milanos, võib olla mängu muutja, mille efektiivsus on 30.1% ainult ühe päikesevalguse all.
Uus element võib olla mängu muutja, mille efektiivsus on 30.1% ainult ühe Päikese valgustuse korral
Välja töötatud Hollandi erinevate ülikoolide ja instituutide meeskonna poolt, ühendab element tavapärase ränielemendi perovskiidist valmistatud elemendiga, võimaldades sellel kasutada suuremat osa päikesespektrist. Seda seetõttu, et räniosa töötab hästi nähtava ja infrapunavalgusega, samas kui perovskiit on parem ultraviolett- ja nähtava valgusega. Samuti võimaldab perovskiit ränielemendini jõuda enam kui 93% lähi-infrapunavalgusest.
Paljud meeskonnad üle maailma töötavad tandemrakkude kallal, sealhulgas Ühendkuningriigi firma Oxfordi PV. Kattes tavalise ränielemendi õhukese perovskiitkilega, on see saavutas 29.52. aastal efektiivsuse 2020%., kus ettevõte ütleb, et tema sünteetiline perovskiitmaterjal on taskukohane ja jätkusuutlik. Koos juba ehitatud tehas, Oxford PV kavatseb olla esimene ettevõte, kes neid müüb järgmise põlvkonna päikesepatareid. Esialgsed tooted, mis on mõeldud elamute katuste jaoks, toodavad 20% rohkem energiat sama arvu elementide abil.
Päikeseline tulevik
Päikeseenergial on palju potentsiaali – 87% maailma rahvastest suudab end elektriga varustada, kasutades vähem kui 5% oma maast. Nagu Elon Musk on märkinud, saaks USA selle töö ära teha vaid mõnesaja kilomeetri pikkuse päikesepaneeliga Utah' väikeses nurgas. Kuid Ühendkuningriik ei ole üks neist õnnelikest riikidest: 12.5% kogu rahvast peaks olema päikesepaneelidega kaetud, et end toita. Seda on palju, arvestades, et ainult 6% riigist on hoonestatud.
Seetõttu on päikeseenergia osa segust, kuid mitte kogu lahendus. Peame suurendama päikesepatareide tõhusust, hoides samal ajal tootmiskulusid, inverteriid ja paigalduskulusid, et neid kasutusele võtta. Ühendkuningriigi keskmine neljakohaline maja vajab praegu enda toiteks umbes 16 päikesepaneeli, mis töötavad umbes 20% efektiivsusega. Arvestades Ühendkuningriigi madalat päikesevalguse taset, kehtis kuni viimase ajani rusikareegel, et päikesepaneelide tasumiseks kulub 11–14 aastat.
Kuid mõnede hinnangute kohaselt on päikesepaneelide tasuvus praegu vaid neli aastat ja edasised täiustused võivad seda aega veelgi lühendada. Seoses hüppeliselt tõusvate energiahindade ja elukalliduse kriisiga näib, et päikeseenergia aeg on lõpuks kätte jõudnud.
