211service.com
Kādas tehnoloģijas ir nākamās saules enerģijas nozarē?
Saules paneļu instalācijas turpina strauji augt, taču saules paneļu ražošanas nozare ir sasniegusi lejupslīdi, jo piedāvājums ievērojami pārsniedz pieprasījumu (skatiet sadaļu Kāpēc mums ir nepieciešams vairāk saules enerģijas uzņēmumu, lai izgāztos). Sliktais tirgus var bremzēt inovāciju, taču attīstība turpinās; spriežot pēc noskaņojuma šonedēļ IEEE fotoelementu speciālistu konferencē Tampā, Floridā, nozares cilvēki joprojām ir optimistiski noskaņoti par tās ilgtermiņa perspektīvām.
Tehnoloģija, kas pārsteidz gandrīz visus, ir parastais kristāliskais silīcijs. Pirms dažiem gadiem silīcija saules paneļi maksāja 4 USD par vatu, un Mārtins Grīns, Jaundienvidvelsas universitātes profesors un viens no vadošajiem silīcija saules paneļu pētniekiem, paziņoja, ka tie nekad nepazemināsies zem 1 USD par vatu. Tagad tas ir samazinājies līdz 50 centiem par vatu, un tiek runāts par 36 centiem par vatu, viņš saka.
ASV Enerģētikas departaments ir izvirzījis mērķi līdz 2020. gadam sasniegt mazāk nekā USD 1 par vatu — ne tikai saules paneļiem, bet arī pabeigtām, uzstādītām sistēmām — līdz 2020. gadam (skatiet sadaļu Kāpēc saules enerģijas iekārtas maksā vairāk ASV nekā Vācijā). Grīns domā, ka saules enerģijas nozare sasniegs šo mērķi pat ātrāk. Ja tā, tad saules enerģijas tiešās izmaksas palielinātos līdz sešiem centiem par kilovatstundu, kas ir lētāk nekā vidējās izmaksas, kas sagaidāmas par enerģiju no jaunām dabasgāzes spēkstacijām. (Saules enerģijas kopējās izmaksas, kas ietver komunālo pakalpojumu izmaksas, lai kompensētu tās pārtraukumus, būtu augstākas, lai gan tieši tas, cik daudz augstāks būs atkarīgs no saules enerģijas daudzuma tīklā, un citiem faktoriem.)
Visas silīcija saules paneļu nozares daļas ir meklējušas veidus, kā samazināt izmaksas un uzlabot saules paneļu jaudu, un tas ir novedis pie stabila izmaksu samazinājuma. Zaļā krāsa norāda uz kaut ko tik ikdienišķu kā pastas, ko izmanto, lai sietspiedē drukātu dažus saules paneļu elementus. Grīna laboratorija 90. gados uzbūvēja saules bateriju, kas uzstādīja silīcija saules bateriju efektivitātes rekordu — šis rekords ir spēkā līdz pat mūsdienām. Lai sasniegtu šo rekordu, viņam bija jāizmanto dārgas litogrāfijas metodes, lai izveidotu smalkus vadus strāvas savākšanai no saules baterijas. Taču pakāpeniski uzlabojumi ir ļāvuši izmantot sietspiedi, lai iegūtu arvien smalkākas līnijas. Jaunākie pētījumi liecina, ka ar sietspiedes paņēmieniem var iegūt līdz 30 mikrometru plānas līnijas — apmēram tādu līniju platumu, ko Grīns izmantoja savām rekordlielajām saules baterijām, taču par izmaksām, kas ir daudz zemākas nekā litogrāfijas metodes.
Grīns saka, ka šis un citi paņēmieni padarīs lētu un praktisku viņa rekordlielo saules bateriju dizainu atkārtotu ražošanas līnijās. Daži uzņēmumi ir izstrādājuši ražošanas metodes priekšējiem metāla kontaktiem. Aizmugurējo elektrisko kontaktu dizaina ieviešana ir grūtāka, taču viņš sagaida, ka uzņēmumi to ieviesīs nākamreiz.
Tikmēr Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas pētnieki ir izgatavojuši elastīgas saules baterijas uz jauna veida Corning stikla ar nosaukumu Willow Glass, kas ir plāns un var tikt sarullēts. Viņu izgatavotais saules bateriju veids ir vienīgais pašreizējais izaicinājums silīcijam liela mēroga ražošanas ziņā — plānslāņa kadmija telurīds (skatiet First Solar Shines as the Solar Industry Falters ). Elastīgas saules baterijas varētu samazināt saules bateriju uzstādīšanas izmaksas, padarot saules enerģiju lētāku.
Viens no Grīna bijušajiem studentiem un kolēģiem Dzjanhua Džao, saules paneļu ražotāja China Sunergy līdzdibinātājs, šonedēļ paziņoja, ka būvē izmēģinājuma ražošanas līniju divpusējai saules baterijai, kas spēj absorbēt gaismu gan no priekšpuses, gan no aizmugures. Pamatideja, kas nav jauna, ir tāda, ka dažās dienas daļās saules gaisma nokrīt uz zemes starp saules paneļu rindām saules elektrostacijā. Šī gaisma atspoguļojas paneļu aizmugurē, un to var novākt, lai palielinātu jaudu. Tas darbojas īpaši labi, ja saules paneļi ir būvēti uz smiltīm, kas ļoti atstaro. Ja vienpusējs saules panelis var radīt 340 vatus, divpusējs var radīt līdz 400 vatiem. Viņš sagaida, ka paneļi gada laikā saražos par 10 līdz 20 procentiem vairāk elektroenerģijas.
Šādus saules paneļus varētu uzstādīt vertikāli, piemēram, žogu, lai viena puse savāktu saules gaismu no rīta, bet otra pēcpusdienā. Tas ļautu uzstādīt saules paneļus uz ļoti mazas zemes — tie varētu kalpot, piemēram, kā trokšņu barjeras uz lielceļiem. Šāda kārtība varētu būt vērtīga arī putekļainās vietās. Daudzas Tuvo Austrumu daļas varētu šķist labas vietas saules paneļiem, jo tās saņem daudz saules gaismas, taču biežas putekļu vētras samazina jaudu. Vertikālie paneļi neuzkrātos tik daudz putekļu, kas varētu palīdzēt padarīt šādas sistēmas ekonomiskas.
Pat ilgākā termiņā Green liek likmes uz silīciju, lai gūtu labumu no milzīgiem izmaksu samazinājumiem, kas jau ir novēroti ar tehnoloģiju. Viņš cer ievērojami palielināt silīcija saules paneļu efektivitāti, apvienojot silīciju ar vienu vai diviem citiem pusvadītājiem, no kuriem katrs ir izvēlēts, lai efektīvi pārveidotu daļu no saules spektra, ko silīcijs nepārveido efektīvi. Viena pusvadītāja pievienošana varētu palielināt efektivitāti no 20 līdz 25 procentiem līdz aptuveni 40 procentiem. Pievienojot vēl vienu, efektivitāti varētu sasniegt pat par 50 procentiem, kas samazinātu uz pusi mazāk saules paneļu skaita, kas nepieciešams konkrētai iekārtai. Izaicinājums ir izveidot labus savienojumus starp šiem pusvadītājiem, ko sarežģī silīcija atomu izvietojums kristāliskā silīcijā.