Voisiko uusi aurinkokenno, jonka hyötysuhde on ennätys, 30.1 %, muuttaa aurinkopaneelien kaupallisen potentiaalin, kysyy James Mckenzie
Aurinkopaneelit ovat olleet olemassa vuosikymmeniä – itse asiassa ne ovat nyt a yleinen näky taloihin jopa Pohjois-Euroopan pitkälti pilvisissä ja pimeissä maissa. Halvempi ja helpompi asentaa kuin koskaan ennen, kysymys kuuluu, miksi aurinkopaneeleja ei asenneta jokaiseen taloon? Useimmiten se johtuu hinnasta. Kuluttajat haluavat yksinkertaisesti nopean tuoton sijoitukselleen.
Olen työskennellyt LED-alalla monta vuotta, ja muistan, kuinka vaikeaa oli saada ihmiset ostamaan jotain – LED-valaistusta – joka maksoi enemmän kuin vanhanaikainen hehkulamppu. Miksi kuluttaa rahaa, kun et saa takaisin 10 vuoteen tai pidempään? Uudet hehkulamput sopisivat vihreille ekosotureille, mutta eivät tavallisille pelaajille.
Onneksi LEDien tehokkuus, hinta ja laatu paranivat ja kuluttajat alkoivat ymmärtää, että LED-valaistus säilyy riittävän pitkään kattaakseen alkuperäiset kustannukset. Kun takaisinmaksuajat putosivat alle viiden vuoden, asiat alkoivat todella pyöriä. Itse asiassa nykypäivän LED-valaistus voi tuottaa yli 100 lumenia wattia kohden (kaksi kertaa enemmän kuin huippuluokan tuotteissa), mikä tarkoittaa, että ne ovat ainoa käytännöllinen valinta – takaisinmaksuaika kuukausissa.
Valikoiva kiellot Tehottomien valonlähteiden käyttö auttoi tietysti, mutta LEDit onnistuivat teknisen kehityksen ja mittakaavaetujen ansiosta. Eli tapahtuuko sama aurinkopaneelien kanssa? Yhdistyneessä kuningaskunnassa hallitus aloitti asiat vuonna 2010 syöttötariffeja (FiTs). Kaikille, jotka laittoivat verkkoon aurinkopaneeleilla tuotetun sähkön, maksettiin 41.3 p/kWh (penniä kilowattitunnilta) – aikana, jolloin sähkön hinta oli noin 10 p/kWh. Tariffit johtivat siihen, että monet ihmiset asensivat aurinkosähköpaneeleja (PV) asennuksilla nousi 140,000 2011:sta vuonna 1.2 XNUMX miljoonaan viime vuoden loppuun mennessä.
Tehokkuus paranee
Vuonna 2010 kaupalliset aurinkopaneelit olivat piipohjaisia ja niiden hyötysuhde oli tyypillisesti 15 %. Jos ostit ne hyvämaineiselta valmistajalta, jotkin paneelit voivat kestää kymmeniä vuosia, mikä oli tarpeeksi pitkä sijoituksen takaisinmaksuun. Mutta kuten Kansainvälisen uusiutuvan energian järjestön vuoden 2020 raportti havaittiin, aurinkosähkön kustannukset maailmanlaajuisesti putosivat 82 prosenttia vuosina 2010–2019, ja paneelien tehokkuus on nyt lähes 22 prosenttia.
Itse asiassa kaikkien uusiutuvien energialähteiden hinnat ovat laskeneet, mukaan lukien maa- ja offshore-tuulivoima sekä keskitetty aurinkosähkö, ja aurinko on laskenut 13 prosenttia vuonna 2019 vain hieman yli 5 p/kWh. Huolimatta Yhdistyneen kuningaskunnan aurinkoenergia-alan mullistuksista FiT-sopimusten päättyminen vuosina 2017-2018Fyysikon mukaan Yhdistynyt kuningaskunta asentaa todennäköisesti yli 1 GW aurinkosähköä vuoden 2022 loppuun mennessä. Finlay Colville, markkinatutkimuksen johtaja klo Aurinkomedia.
Lisäksi viitteet viittaavat siihen, että Yhdistyneessä kuningaskunnassa voisi olla yhteensä 40 GW aurinkosähköä asennettuna vuoteen 2030 mennessä kotien ja toimistojen katoille ja maahan asennettuihin aurinkokennoihin. Aiemmin tänä vuonna osana sitä Energiaturvallisuussuunnitelma, Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus pyrkii myös lisäämään Yhdistyneen kuningaskunnan nykyistä 14 GW:n aurinkoenergiakapasiteettia, mikä sen arvion mukaan voisi kasvaa jopa viisinkertaiseksi vuoteen 2035 mennessä.
Kustannukset ovat avainasemassa. Aurinkokennojen tehokkuuden maailmanennätys on tällä hetkellä 47.1 %, jonka yhdysvaltalainen henkilökunta saavutti vuonna 2019 Kansallinen uusiutuvan energian laboratorio, joka rakensi kuusi liitoskeskittimen aurinkokennoa eri materiaaleista 143 auringon valaistuksen alla. Mikään aurinkokenno ei voi koskaan olla yhtä kustannustehokas kuin vanha hyvä pii, mutta uusi "tandem"-aurinkopaneeli, joka paljastettiin äskettäin Aurinkosähköenergian muuntamista käsittelevä maailmankonferenssi Milanossa, voisi olla pelin muuttaja, sillä sen hyötysuhde on 30.1 % vain yhden auringon valaistuksen alla.
Uusi kenno voisi olla pelin muuttaja, sillä sen hyötysuhde on 30.1 % vain yhdellä auringonvalolla
Alankomaiden eri yliopistojen ja instituuttien tiimin kehittämä, kenno yhdistää perinteisen piikennon perovskiitista valmistettuun, jolloin se voi hyödyntää suuremman osan auringon spektristä. Tämä johtuu siitä, että piiosa toimii hyvin näkyvällä ja infrapunavalolla, kun taas perovskiitti on parempi ultravioletti- ja näkyvällä valolla. Perovskiitti päästää myös yli 93 % lähi-infrapunavalosta piikennoon.
Monet ryhmät ympäri maailmaa työskentelevät tandemsolujen parissa, mukaan lukien brittiläinen yritys Oxford PV. Päällystämällä tavallinen piikenno ohuella perovskiittikalvolla se on saavutti 29.52 prosentin tehokkuuden vuonna 2020Yrityksen mukaan sen synteettinen perovskiittimateriaali on edullinen ja kestävä. Kanssa jo rakennettu tehdas, Oxford PV aikoo olla ensimmäinen yritys, joka myy näitä seuraavan sukupolven aurinkokennoja. Asuinrakennusten katoille suunnitellut alkuperäiset tuotteet tuottavat 20 % enemmän tehoa samasta määrästä kennoja.
Aurinkoinen tulevaisuus
Aurinkovoimalla on paljon potentiaalia, sillä 87 % maailman kansoista pystyy käyttämään sähköä alle 5 % maastaan. Kuten Elon Musk on huomauttanut, Yhdysvallat voisi tehdä työn vain muutaman sadan kilometrin aurinkopaneeleilla pienessä Utahin kolkassa. Mutta Iso-Britannia ei ole yksi niistä onnekkaista maista: 12.5 % koko kansakunnasta joutuisi peittämään aurinkopaneeleilla saadakseen sähköä. Se on paljon, kun otetaan huomioon, että vain 6 prosenttia maasta on rakennettu.
Aurinkoenergia on siksi osa yhdistelmää, mutta ei koko ratkaisua. Meidän on lisättävä aurinkokennojen tehokkuutta ja pidettävä samalla kattavina tuotantokustannukset, invertterit ja asennuskustannukset, jotta voimme todella kannustaa niiden käyttöönottoa. Keskimääräinen neljän hengen talo Isossa-Britanniassa tarvitsee tällä hetkellä noin 16 aurinkopaneelia, jotka toimivat noin 20 prosentin hyötysuhteella saadakseen sähköä. Kun otetaan huomioon Yhdistyneen kuningaskunnan vähäinen auringonvalo, nyrkkisääntönä oli viime aikoihin asti, että aurinkopaneelien maksaminen itsensä takaisin kestää 11–14 vuotta.
Mutta joidenkin arvioiden mukaan aurinkopaneelien takaisinmaksuaika on nyt vain neljä vuotta, ja lisäparannukset voisivat lyhentää tätä aikaa vieläkin enemmän. Energian jyrkästi nousevien hintojen ja elinkustannuskriisin myötä näyttää siltä, että aurinkosähkön aika on vihdoin tullut.
