Каковы перспективы развития тонкопленочных солнечных элементов

Что касается солнечных элементов, кристаллы кремния, которые сделаны из очищенного кремния, в настоящее время доминируют в отрасли. Этот модуль используется в качестве базовой технологии солнечной энергии более 50 лет. С момента изобретения первого кремниевого солнечного элемента в 1954 году его количество быстро увеличивалось, и в настоящее время с его помощью преобразуется от 12% до 18% солнечного излучения, преобразуемого в электрическую энергию.

Кристаллические кремниевые материалы по-прежнему преобладают в материалах солнечных фотоэлементов, но в последние годы в технологии тонкопленочных фотоэлементов также произошло много прорывов. В 2005 году на долю кристаллического кремния приходилось более 95% рынка солнечных фотоэлектрических систем. Но с тех пор доля рынка тонкопленочных фотоэлементов с годами неуклонно росла и сейчас достигла 25%. Сотни компаний, занимающихся технологиями тонкопленочных фотоэлементов, вступили в новую фазу исследований, разработок и производства.

Крупные и многослойные тонкопленочные фотоэлементы коммерциализируются с 1990-х годов, а эффективность преобразования энергии тонкопленочных фотоэлементов достигла от 6% до 11%. Чем выше эффективность преобразования энергии, тем меньше площадь, необходимая для выработки определенного количества электроэнергии и другого вспомогательного оборудования. Это очень экономичная вещь. В настоящее время эффективность преобразования тонкопленочных солнечных элементов все еще далека от эффективности преобразования кристаллического кремния, но тонкопленочные солнечные элементы имеют большие преимущества в других отношениях по сравнению с кристаллическим кремнием. Наиболее важным моментом является то, что тонкопленочные солнечные элементы имеют низкие производственные затраты. Многие тонкопленочные солнечные панели сделаны из аморфного кремния, и для изготовления кремниевых солнечных панелей используется высокое содержание кремния. Кроме того, тонкопленочные солнечные элементы также могут быть изготовлены из других полупроводниковых материалов, в том числе материалов из меди, индия, галлия и селена (CIGS) и материалов из теллурида кадмия.

Детальный анализ перспектив развития тонкопленочных солнечных элементов.

Широкие перспективы развития технологии солнечной энергии - масштабный проект тонкопленочного фотоэлемента

Ключевой проблемой в секторе возобновляемых источников энергии является то, когда крупномасштабная солнечная фотоэлектрическая технология может конкурировать или быть эквивалентной цене электроэнергии, полученной из ископаемого топлива. Фактически, стоимость крупномасштабной технологии тонкопленочных фотоэлементов уже ниже, чем у ядерной энергетики, но в настоящее время она выше, чем стоимость сжигания угля для получения электроэнергии.

Многие производители тонкопленочных солнечных элементов смогли снизить затраты, и лидером в этой области является первая солнечная компания в Темпе, штат Аризона. Первая солнечная компания произвела 1 гигаватт электроэнергии в 2009 году с помощью кадмиевых батарей с теллуридом. Другими словами, 1 гигаватт эквивалентен общему объему производства 250 000 крупных бытовых тонкопленочных систем фотоэлектрического преобразования солнечной энергии.

Первая солнечная компания достигла среднего КПД преобразования энергии 10,9% в 2009 году, и ее продукты стали самыми энергоэффективными продуктами в тонкопленочных продуктах. Компания также решила проблему кадмия, тяжелого металла, используемого в производстве, разработав систему кровообращения для предотвращения выброса кадмия, вредного вещества, с отходами.

Детальный анализ перспектив развития тонкопленочных солнечных элементов.

За последние несколько лет первая солнечная компания значительно снизила свои производственные затраты. Их стоимость составляет лишь половину стоимости кремниевых кристаллов или других тонкопленочных солнечных продуктов, имеющихся в настоящее время на рынке. Они сокращают расходы за счет сокращения сроков производства и установки крупногабаритного оборудования. По сравнению с другими компаниями в отрасли, затраты на установку крупномасштабного оборудования First Solar Company были снижены на 10-15%, но их производительность примерно на 10% выше, чем у компании, производящей кристаллы кремния (с такой же конструктивной эффективностью). В ближайшие пять лет компания будет стремиться повысить эффективность производства еще на 15% и снизить производственные затраты. Если компании удастся достичь этой цели, получать электроэнергию от крупномасштабных тонкопленочных солнечных устройств будет так же дешево, как и от ископаемого топлива.

Можно ли установить фотоэлектрические преобразователи на крыше каждого дома?

В будущем использование большего количества тонкопленочных солнечных панелей будет правильным шагом, а это означает, что больше потребителей смогут покупать чистую энергию, но контроль над производством энергии останется в руках нескольких крупных компаний и муниципалитетов. Кроме того, транспортировка энергии из областей с хорошими условиями солнечного света (например, юго-запада) в районы с плохими условиями освещения требует огромных затрат на телефонную связь для построения сетей передачи электроэнергии. В то же время инфраструктура, используемая для хранения избыточной электроэнергии, а затем ее выпуска, также необходима. Альтернативой концентрированному производству является рассредоточение производства энергии в разных местах. Почему бы нам не поставить солнечные батареи на каждый дом и на парковку в дополнение к созданию больших новых? Производство осуществляется по частям. Я убежден, что солнечная энергия, доступная в домах и на парковках в Соединенных Штатах, обеспечит всю необходимую нам энергию. Фактически, некоторые текущие политики в Соединенных Штатах уже поддерживают этот подход.

Поскольку тонкопленочные солнечные панели легкие, их можно интегрировать в здания, например, для изготовления крыш. Создание интегрированных солнечных панелей - очень новая идея. Фактически, архитекторы начали использовать солнечные фотоэлектрические материалы для изготовления крыш еще в 1980-х годах, а стеклянные материалы, которые в настоящее время используются для изготовления крыш, дороги и широко обсуждаются. Стекло прозрачно, долговечно и не подвержено влиянию погодных условий, но оно хрупкое и не является идеальным материалом для изготовления крыш.

Страница содержит содержимое машинного перевода.