Szeretné csökkenteni energiaszámláját? Próbálja ki ezeket a rekordméretű napelemeket

A napelemek már évtizedek óta léteznek – valójában ma már a gyakori látvány házakon még Észak-Európa nagyrészt felhős és sötét országaiban is. Olcsóbb és könnyebben telepíthető, mint valaha, a kérdés az, hogy miért nem szerelnek minden házba napelemet? Leginkább a költségeken múlik. A fogyasztók egyszerűen a befektetés gyors megtérülését akarják.

Mivel sok éven át a fénykibocsátó dióda (LED) szektorban dolgoztam, emlékszem, milyen nehéz volt meggyőzni az embereket, hogy vásároljanak valamit – LED-világítást –, ami többe kerül, mint egy régimódi izzólámpa. Miért költenéd el a pénzt, ha 10 évig vagy tovább nem kapsz megtérülést? Az újszerű izzók jók voltak a zöld gondolkodású ökoharcosoknak, de nem a hétköznapi fogadóknak.

Szerencsére a LED-ek hatékonysága, költsége és minősége javult, és a fogyasztók kezdték felismerni, hogy a LED-es világítás elég sokáig fennmarad ahhoz, hogy megtérüljön a kezdeti ráfordítás. Miután a megtérülési idő öt év alá esett, a dolgok valóban felpörögtek. Valójában a mai LED-es világítás több mint 100 lumen/watton (a csúcskategóriás termékeknél ennek kétszeresét) képes biztosítani, ami azt jelenti, hogy ez az egyetlen praktikus választás – hónapokon belül megtérül.

Szelektív tilalmat A nem hatékony fényforrások használata természetesen segített, de a LED-ek sikerrel jártak a műszaki fejlődésnek és a méretgazdaságosságnak köszönhetően. Tehát ugyanez történik a napelemekkel? Az Egyesült Királyságban a kormány 2010-ben azzal indította be a dolgokat átvételi tarifák (FiTs). Aki napelemekkel megtermelt villamos energiát kapcsolt be a hálózatba, 41.3 p/kWh (penny/kilowattóra) kifizetést kapott – akkoriban, amikor az áram körülbelül 10 p/kWh volt. A tarifák miatt sokan szereltek fel fotovoltaikus (PV) napelemeket, telepítésekkel együtt a 140,000-es 2011 1.2-ről XNUMX millióra emelkedett tavaly év végére.

Hatékonyságnövekedés

2010-ben a kereskedelemben kapható napelemek szilícium alapúak voltak, jellemzően 15%-os hatásfokkal. Ha egy jó hírű gyártótól vásárolta meg őket, egyes panelek akár több tíz évig is kitarthatnak, ami elég hosszú volt ahhoz, hogy a befektetés megtérüljön. De mint a Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség 2020-as jelentése megállapították, hogy a napelemek ára globálisan 82%-kal esett vissza 2010 és 2019 között, a panelek hatásfoka pedig már megközelíti a 22%-ot.

Valójában az összes megújuló energia ára csökkent, beleértve a szárazföldi és tengeri szélenergiát, valamint a koncentrált napenergiát, és a napenergia ára 13-ben 2019%-kal esett vissza, valamivel több mint 5 p/kWh-ra. Annak ellenére, hogy az Egyesült Királyság napenergia-ágazatában felfordulás következett be a FiTs megszűnése 2017-2018-banA fizikus szerint az Egyesült Királyság 1 végéig valószínűleg több mint 2022 GW napelemet telepít majd. Finlay Colville, piackutatás vezetője at Solar Media.

Emellett a jelek arra utalnak, hogy az Egyesült Királyságban 40-ig összesen 2030 GW napelemet telepíthetnek az otthonok és irodák tetejére, valamint a földre szerelt napelem-rendszerekre. Ennek részeként az év elején Energiabiztonsági terv, az Egyesült Királyság kormánya arra is törekszik, hogy növelje az Egyesült Királyság jelenlegi 14 GW-os napenergia-kapacitását, ami becslése szerint 2035-re ötszörösére nő.

A költség kulcsfontosságú. A napelemek hatékonyságának világrekordja jelenleg 47.1%, amelyet 2019-ben értek el az Egyesült Államok munkatársai Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium, aki hat csomópontos koncentrátoros napelemet épített különféle anyagokból 143 Nap megvilágítása mellett. Egyetlen napelem sem lehet olyan költséghatékony, mint a jó öreg szilícium, de egy új „tandem” napelem, amelyet a közelmúltban mutattak be. Világkonferencia a fotovoltaikus energia átalakításról Milánóban, akár 30.1%-os hatásfokot is jelenthet egyetlen Nap megvilágítása mellett.

Az új cella megváltoztathatja a játékot, 30.1%-os hatásfoka egyetlen Nap megvilágítása mellett

Különböző holland egyetemek és intézetek csapata fejlesztette ki, az elem a hagyományos szilícium cellát egy perovszkitból készült cellával kombinálja, lehetővé téve a napspektrum nagyobb hányadának kihasználását. Ennek az az oka, hogy a szilícium rész jól működik látható és infravörös fénnyel, míg a perovszkit jobban működik ultraibolya és látható fénnyel. A perovszkit a közeli infravörös fény több mint 93%-át is lehetővé teszi, hogy elérje a szilícium cellát.

Világszerte sok csapat dolgozik tandemcellákon, köztük az Egyesült Királyság cége Oxford PV. Egy közönséges szilícium cellát vékony perovszkit fóliával vonva be 29.52-ban 2020%-os hatékonyságot ért el, a cég szerint a szintetikus perovszkit anyaga megfizethető és fenntartható. Val vel már felépített gyár, az Oxford PV kíván lenni az első olyan cég, amely ezeket értékesíti következő generációs napelemek. A lakossági tetőkhöz tervezett kezdeti termékek 20%-kal több energiát termelnek ugyanannyi cellából.

Napsütéses jövő

A napenergiában rengeteg lehetőség rejlik, a világ nemzeteinek 87%-a saját földjének kevesebb mint 5%-át használja fel. Ahogyan Elon Musk rámutatott, az Egyesült Államok ezt a feladatot mindössze néhány száz kilométernyi napelemekkel tudná elvégezni Utah egy kis szegletében. Az Egyesült Királyság azonban nem tartozik e szerencsés országok közé: az egész nemzet 12.5%-át napelemekkel kellene takarni ahhoz, hogy árammal láthassa el magát. Ez sok, tekintve, hogy az országnak csak 6%-a épült rá.

A napelemes PV tehát része lesz a keveréknek, de nem a teljes megoldás. Növelnünk kell a napelemek hatékonyságát, miközben fedőt kell tartanunk a gyártási költségeken, az inverterek és a telepítési költségeken, hogy valóban ösztönözzük a használatukat. Az Egyesült Királyságban egy átlagos négyszemélyes háznak jelenleg körülbelül 16 napelemre van szüksége, amelyek körülbelül 20%-os hatásfokkal működnek, hogy önellátását biztosítsa. Tekintettel az Egyesült Királyság alacsony napfényszintjére, egészen a közelmúltig az volt az ökölszabály, hogy a napelemek 11–14 évbe telnek, amíg megtérülnek.

Egyes becslések szerint azonban a napelemek megtérülése már csak négy év, és a további fejlesztések ezt az időt még jobban lerövidíthetik. A rohamosan emelkedő energiaárak és a megélhetési költségek válsága miatt úgy tűnik, hogy végre eljött a napelemek ideje.