Сможет ли новая солнечная батарея с рекордной эффективностью 30.1% трансформировать коммерческий потенциал солнечных панелей, задается вопросом Джеймс Маккензи
Солнечные панели существуют уже несколько десятилетий – фактически, сейчас они обычное зрелище на домах даже в облачных и темных странах Северной Европы. Дешевле и проще в установке, чем когда-либо прежде, вопрос в том, почему солнечные панели не установлены в каждом доме? В основном дело в стоимости. Потребители просто хотят быстрой окупаемости инвестиций.
Проработав много лет в секторе светоизлучающих диодов (LED), я помню, как трудно было убедить людей купить что-то – светодиодное освещение – которое стоило бы больше, чем старомодная лампа накаливания. Зачем тратить деньги, если вы не получите никакой окупаемости в течение 10 или более лет? Новомодные лампочки были хороши для эко-воинов с зеленым мышлением, но не для обычных игроков.
К счастью, эффективность, стоимость и качество светодиодов улучшились, и потребители начали понимать, что светодиодное освещение просуществует достаточно долго, чтобы окупить первоначальные затраты. Как только сроки окупаемости упали ниже пяти лет, все действительно заработало. Фактически, сегодняшнее светодиодное освещение может обеспечить более 100 люменов на ватт (вдвое больше, чем у продуктов высокого класса), что означает, что они являются единственным практичным выбором — с окупаемостью в течение нескольких месяцев.
Выборочный запуск запреты Неэффективные источники света помогли, конечно, но светодиоды преуспели благодаря техническому прогрессу в сочетании с экономией на масштабе. То же самое произойдет и с солнечными панелями? В Великобритании правительство начало работу в 2010 году с льготные тарифы (ФиЦ). Любой, кто подавал электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, в сеть, получал выплаты в размере 41.3 пенса за кВтч (пенс за киловатт-час) — в то время, когда электричество стоило около 10 пенсов за кВтч. Тарифы привели к тому, что многие люди установили солнечные фотоэлектрические (PV) панели с установками выросло со 140,000 2011 в 1.2 году до XNUMX миллиона к концу прошлого года.
Повышение эффективности
Еще в 2010 году коммерческие солнечные фотоэлектрические панели были на основе кремния с эффективностью обычно 15%. Если вы купили их у известного производителя, некоторые панели могли прослужить десятки лет, что было достаточно для окупаемости инвестиций. Но отчет Международного агентства по возобновляемым источникам энергии за 2020 г. Установлено, что в период с 82 по 2010 год стоимость фотоэлектрических солнечных батарей во всем мире упала на 2019%, а эффективность панелей сейчас близка к 22%.
Фактически все возобновляемые источники энергии падают в цене, включая наземный и морской ветер, а также концентрированную солнечную энергию, при этом солнечная энергия упала на 13% только в 2019 году до чуть более 5 центов/кВтч. Несмотря на потрясения в солнечной энергетике Великобритании после окончание ФИЦ в 2017-2018 гг.По словам физика, к концу 1 года Великобритания, вероятно, установит более 2022 ГВт фотоэлектрических солнечных батарей. Финли Колвилл, руководитель отдела маркетинговых исследований в Солнечные СМИ.
Кроме того, данные свидетельствуют о том, что к 40 году в Великобритании на крышах домов и офисов, а также в наземных солнечных батареях может быть установлено в общей сложности 2030 ГВт фотоэлектрических солнечных батарей. Ранее в этом году в рамках своей План энергетической безопасности, правительство Великобритании также будет стремиться увеличить текущую британскую солнечную мощность в 14 ГВт, что, по его оценкам, может увеличиться в пять раз к 2035 г..
Стоимость является ключевым фактором. Мировой рекорд эффективности солнечных батарей в настоящее время составляет 47.1%, что было достигнуто в 2019 году сотрудниками американской Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, который построил шесть солнечных батарей-концентраторов из различных материалов при освещении 143 солнц. Ни одна солнечная батарея не может быть столь же рентабельной, как старый добрый кремний, но новая «тандемная» солнечная панель, представленная на недавней Всемирная конференция по фотоэлектрическому преобразованию энергии в Милане, может изменить правила игры, имея эффективность 30.1% при освещении всего одним солнечным светом.
Новая ячейка может изменить правила игры, имея эффективность 30.1% при освещении всего одним солнечным светом.
Разработано командой из различных университетов и институтов Нидерландов., ячейка сочетает в себе обычную кремниевую ячейку с ячейкой из перовскита, что позволяет использовать большую часть солнечного спектра. Это потому, что кремниевая часть хорошо работает с видимым и инфракрасным светом, а перовскит лучше работает с ультрафиолетовым и видимым светом. Перовскит также позволяет более чем 93% ближнего инфракрасного света достигать кремниевого элемента.
Многие команды по всему миру работают над тандемными ячейками, в том числе британская фирма Оксфорд PV. Покрыв обычную кремниевую ячейку тонкой пленкой перовскита, достиг эффективности 29.52% в 2020 году, при этом компания заявляет, что ее синтетический перовскитовый материал доступен и устойчив. С завод уже построен, Oxford PV намерена стать первой компанией, которая продаст эти солнечные батареи нового поколения. Первоначальные продукты, предназначенные для жилых крыш, будут генерировать на 20% больше энергии при том же количестве ячеек.
Солнечное будущее
Солнечная энергия имеет большой потенциал: 87% стран мира могут обеспечивать себя энергией, используя менее 5% своей земли. Как указал Илон Маск, США могли бы справиться с этой задачей, имея всего несколько сотен километров солнечных панелей в маленьком уголке штата Юта. Но Великобритания не из тех счастливых стран: 12.5% всей страны должны быть покрыты солнечными панелями, чтобы питаться. Это много, учитывая, что только 6% территории страны застроены.
Таким образом, солнечные фотоэлектрические системы будут частью комплекса, но не всего решения. Нам необходимо повысить эффективность солнечных элементов, удерживая при этом производственные затраты, затраты на инверторы и затраты на установку, чтобы действительно стимулировать спрос. Среднему дому на четырех человек в Великобритании в настоящее время требуется около 16 солнечных панелей, работающих с эффективностью около 20%, чтобы обеспечивать себя энергией. Учитывая низкий уровень солнечного света в Великобритании, эмпирическое правило до недавнего времени заключалось в том, что солнечным панелям потребуется 11–14 лет, чтобы окупить себя.
Но, по некоторым оценкам, окупаемость солнечных панелей сейчас составляет всего четыре года, и дальнейшие усовершенствования могут сократить это время еще больше. В условиях резкого роста цен на энергию и кризиса стоимости жизни кажется, что время солнечной фотоэлектрической энергии, наконец, пришло.
