Vai saules tehnoloģiju izrāviens ieraudzīs dienas gaismu?

Strāvas bloks ir taisnstūrveida plāksne, kas ir aptuveni kinoteātra ekrāna izmēra. Tas ir uzstādīts uz bieza tērauda staba un aprīkots ar izsekošanas mehānismu, kas nepārtraukti vērš to pret sauli. Plāksne ir izgatavota no vairāk nekā 100 000 mazu lēcu un tikpat daudz mazāku saules bateriju, katra lodīšu pildspalvas gala lielumā. Šī ierīce ir daļa no vienas no visefektīvākajām saules enerģijas ierīcēm, kas jebkad ražotas.

Semprius, jaunuzņēmums, kas atrodas Daremā, Ziemeļkarolīnā, apgalvo, ka šīs enerģijas bloka nākamā paaudze padarīs saules enerģiju par lētāko iespēju komunālajiem uzņēmumiem, kas uzstāda jaunas spēkstacijas. Ja laukā ir vairāk nekā 1000 šo ierīču, komunālie uzņēmumi saražotu elektroenerģiju par mazāk nekā 5 centiem par kilovatstundu. Tas ir pat lētāk nekā mūsdienu lētākais variants: jauna dabasgāzes stacija.

Tehnoloģija radās Ilinoisas Universitātes ķīmijas un materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesora Džona Rodžersa laboratorijā. Semprius ir piesaistījis 45 miljonus ASV dolāru no investoriem, tostarp Siemens, un ir uzstādījis rekordus saules bateriju efektivitātei, proti, enerģijas daudzumu saules gaismā, kas tiek pārvērsts elektrībā. Šogad tā parādīja, ka tā varētu izmantot savas tehnoloģijas versiju, lai izveidotu jauna veida saules baterijas, kas, pēc dažu domām, pusi no saules gaismas varētu pārvērst elektrībā, kas ir aptuveni trīs reizes labāk nekā parastās saules baterijas.

Tomēr, neskatoties uz tehnoloģiju solījumu, Semprius atrodas grūtā finansiālā situācijā. Lai tā tehnoloģija būtu rentabla, Semprius ir ievērojami jāpalielina saules bateriju ražošana. Šobrīd tas var ražot pietiekami daudz saules bateriju, lai saražotu sešus megavatus jaudas gadā, taču tas jāpalielina līdz vismaz 200 megavatiem. Uzņēmums piesaista 40 miljonus ASV dolāru, cerot uz to. Tā pašreizējie investori saka, ka dos ieguldījumu, un pašlaik viņi aizdod uzņēmumam naudu, lai tas turpinātu darboties, taču viņi to nedarīs mūžīgi. Uzņēmumam drīzumā nepieciešams jauns investors. Pretējā gadījumā tas var nokrist.

Semprius sarežģītā situācija ir kļuvusi pazīstama saules enerģijas jaunizveidotiem uzņēmumiem. 2005. gadā dibinātais Semprius bija daļa no riska kapitāla investīciju viļņa pāris gadus vēlāk, kas finansēja simtiem jaunu saules enerģijas uzņēmumu (skatiet Alta Devices: Finding a Solar Solution). Tas ir viens no dažiem uzņēmumiem, kas joprojām darbojas. Daudzi no citiem cieta neveiksmi vai tika iegūti par dolāra santīmiem. Investori zaudēja vairāk nekā 1 miljardu dolāru. Iegūtā pretreakcija ir apgrūtinājusi jebkuru saules enerģijas uzņēmumu, neatkarīgi no to nopelniem, iegūt ieguldījumus, kas tiem nepieciešami, lai pierādītu savu tehnoloģiju.

2007. gadā riska kapitālisti meta naudu saules enerģijas uzņēmumiem. Viss, kas jums ir nepieciešams, ir saules enerģija jūsu vārdā. Vai vismaz sāciet ar burtu S, saka Skots Berouzs, Semprius galvenais tehnoloģiju speciālists. Tagad tas ir tieši pretējs, viņš saka. Tā vietā, lai mestu naudu uzņēmumiem, viņi pat to neapsver, ja tas ir saistīts ar saules enerģiju.

Tas rada satraucošu iespēju — vai izrāvienu tehnoloģija, kas varētu padarīt saules enerģiju patiesi konkurētspējīgu, nekad neredzēs dienasgaismu nevis tehnisku ieguvumu trūkuma dēļ, bet gan tāpēc, ka investori ir nobijušies?

Burvju zīmogs

Semprius patiesībā tik daudz naudas neprasa. Saules tehnoloģiju burbuļa ziedu laikos neveiksmīgais jaunuzņēmums Solyndra no riska kapitālistiem piesaistīja aptuveni vienu miljardu dolāru un no ASV valdības saņēma vēl pusmiljardu aizdevuma veidā, lai izveidotu lielu rūpnīcu, lai pierādītu savu tehnoloģiju. Pirms dažiem gadiem Semprius nebūtu bijis problēmu savākt 40 miljonus USD, lai tas varētu palielināt jaudu un samazināt izmaksas līdz peļņas gūšanas punktam. Atšķirībā no daudziem iepriekšējiem saules enerģijas jaunizveidotiem uzņēmumiem, kas spēlēja, izstrādājot pilnīgi jaunas ražošanas iekārtas, Semprius galvenokārt izmanto lētas, jau nopērkamas iekārtas, dažas no tām ir no LED nozares. Tas varētu augt, vienkārši izmantojot lieko jaudu esošajās LED ražotnēs.

Uzņēmums nebūtu iespējams bez vienas galvenās jaunas ražošanas tehnoloģijas, taču arī tas ir ārkārtīgi vienkārši. Semprius izmēģinājuma rūpnīcā Hendersonā, Ziemeļkarolīnā, šī tehnoloģija ir atrodama divās ar stiklu noslēgtās ierīcēs, no kurām katra nav daudz lielāka par biroja kopētāju. Robota rokas galā, kas apzināti tiek turēts ārpus redzesloka, ir gumijas zīmogs ar reljefu. Šis zīmogs padara iespējamu Semprius augstas efektivitātes un zemu izmaksu saules enerģiju.

Rodžersa laboratorijā izstrādātais zīmogs ļauj Semprius uzlabot saules enerģijas veidu, ko sauc par koncentrētu fotoelementu, kas pastāv jau vairākus gadu desmitus (skatiet Īpaši efektīva saules enerģija). Ideja ir tāda, ka jūs varat palielināt jebkuras saules baterijas savāktās enerģijas daudzumu, novietojot virs šūnas lēcas, lai tajā fokusētu gaismu. Šīs tehnoloģijas pašreizējās versijās var izmantot objektīvu, kura laukums ir aptuveni 400 kvadrātcentimetri, un fokusēt to uz viena centimetra saules bateriju ar koncentrācijas koeficientu 400.

Semprius zīmogs ļauj izgatavot saules bateriju blokus, kas ir daudz mazāki un plānāki nekā tie, kas tika izmantoti fotoelementu koncentrēšanai. Lai koncentrēšanas tehnoloģija darbotos, saules baterijas ir jāuzņem un jāsakārto masīvā, lai tās varētu savienot pārī ar virkni lēcu, un šeit tiek izmantots gumijas zīmogs. Tas var uzņemt un pārsūtīt tūkstošiem sīko elementu. saules baterijas uzreiz, tās nesalaužot, pilnībā mainot mazo saules bateriju izmantošanas ekonomiku.

Mazām šūnām ir daudz priekšrocību; jo tiem nepieciešams maz materiālu, tos var izgatavot no dārgiem pusvadītāju veidiem, kas ir daudz efektīvāki par silīciju. Turklāt tie labi izkliedē siltumu un var darboties ļoti koncentrētā saules gaismā. Tas padara iespējamu koncentrācijas attiecību 1600 pret 1, nevis 400 pret 1. Jums ir nepieciešams daudz mazāk materiālu un nekustamo īpašumu, lai radītu tādu pašu enerģijas daudzumu kā tipiska saules baterija.

Šīs priekšrocības un daži gudri objektīvu dizaini ļāva Semprius pārspēt saules enerģijas efektivitātes rekordu 2012. gadā. Taču Burroughs saka, ka vēl viens šogad veikts sasniegums ļautu uzņēmumam iet vēl tālāk. Semprius demonstrēja vēl vienu gumijas zīmogu priekšrocību — to spēju ātri un ļoti precīzi sakraut vienu virs otras šūnas, kas izgatavotas no dažādiem pusvadītājiem. Pētnieki ir vēlējušies to izdarīt jau kādu laiku, jo tas ļautu viņiem pieskaņot pusvadītāju materiālus katrai saules spektra daļai. Daži gaismas viļņu garumi tiktu absorbēti vienā materiālā, bet pārējais pārietu uz zemāk esošajiem pusvadītājiem utt.

Fiziskā elementu sakraušana ar tradicionālajām ražošanas iekārtām nebija praktiska. Semprius gumijas zīmogs un īpaši plāni pusvadītāju slāņi ļauj salīdzinoši viegli izlīdzināt šūnas un elektriski savienot tās.

Burroughs prognozē, ka nākamgad Semprius pārspēs pašreizējo rekordu, pēc tam ātri pārspēs jauno, jo tas optimizēs tehnoloģiju. Ja uzņēmums spēs izdzīvot līdz nākamajam gadam, tas ir.

Tumsas ieleja

Siemens iegādājās Semprius daļu 2011. gada jūnijā. Pēc detalizētas tehnoloģiju izpētes saka Tomass Marts, Siemens globālais saules enerģijas aktivitāšu vadītājs, tas, ko mēs redzējām, ir veids, kā panākt ļoti zemas elektroenerģijas izmaksas.

Bija paredzēts, ka Siemens un Semprius sadarbosies, Semprius ražojot savas koncentrētās fotoelektriskās ierīces un Siemens izmantojot savas zināšanas saules elektrostaciju būvniecībā. Taču 15 mēnešus pēc tam, kad Siemens ieguldīja Semprius, viss sabruka.

Ņemot vērā visus notikumus, kas pēdējo divu līdz trīs gadu laikā ir notikuši saules enerģijas nozarē, tostarp citu mazu jaunuzņēmumu sabrukumu, mūsu investoriem ir pilnīgs iemesls doties uz kalniem.

Milzīgie ieguldījumi tradicionālajā silīcija saules enerģijā, īpaši Ķīnā, ir samazinājuši ražošanas izmaksas, bet arī pārpludinājuši tirgu ar lētiem saules paneļiem. Ņemot vērā lētu saules paneļu piegādi, uzņēmumiem ar alternatīvām tehnoloģijām, piemēram, plānas plēves saules enerģiju vai koncentrētu fotoelementu, kļuva gandrīz neiespējami konkurēt. Desmitiem daudzsološu saules enerģijas jaunuzņēmumu neizdevās, un prognozētais koncentrēto fotoelementu tirgus saruka, pārliecinot Siemens izstāties no biznesa, izbeidzot partnerību un iezīmējot Semprius grūto laiku sākumu.

Semprius saules ierīces ir vislabāk piemērotas izmantošanai saules elektrostacijās. Siemens atbalsts būtu palīdzējis pārliecināt komunālos uzņēmumus izmantot jaunas tehnoloģijas. Bez šāda partnera darbs ir daudz grūtāks.

Semprius situāciju vēl vairāk pasliktina tas, ka parastajiem silīcija saules paneļiem joprojām ir iespēja kļūt ievērojami lētākiem un efektīvākiem. Jauni silīcija vafeļu ražošanas veidi, kas ir visdārgākā saules baterijas daļa, varētu samazināt vafeļu izmaksas uz pusi vai vairāk (skatiet Lūgšana par enerģijas brīnumu). Jauni saules bateriju modeļi palielina to efektivitāti. Šādi sasniegumi galu galā var padarīt saules enerģiju lētāku nekā fosilais kurināmais, pat ja neizmanto Semprius tehnoloģiju.

Taču uz silīciju balstīta saules enerģija vēl nav pieejama, un tā ir iespēja Semprius. ASV Enerģētikas informācijas administrācija lēš, ka jaunas saules elektrostacijas ražos jaudu nedaudz mazāk par 15 centiem par kilovatstundu, kas ir daudz vairāk nekā dabasgāzes enerģijas 6,5 centi par kilovatstundu. Tādējādi, ja Semprius ir taisnība, ka tai drīzumā būs tehnoloģija, ar kuras palīdzību saules paneļi spēj ražot elektroenerģiju par aptuveni 5 centiem par kilovatstundu, tā tehnoloģija varētu būt pievilcīga tiem, kas plāno jaunas spēkstacijas. Nav nepieciešams izgudrojums, tikai laba, stabila inženierija, saka Burroughs.

Tāpēc Semprius turpina meklēt jaunu investoru, lai paplašinātu savu tehnoloģiju. Tam ir vede saulainās vietās, kur tās sistēmas darbojas vislabāk, piemēram, Saūda Arābijā un dažās Meksikas daļās. Vismaz viens potenciālais investors Ķīnā ir ieinteresēts, saka Burroughs.

Ņemot vērā visas lietas, kas pēdējo divu līdz trīs gadu laikā ir notikušas saules enerģijas nozarē, tostarp citu mazu jaunuzņēmumu sabrukumu, mūsu investoriem ir pilnīgs iemesls doties uz kalniem, saka Semprius izpilddirektors. Džozefs Karrs . Bet mūsu klienti un partneri — visi saka, ka mēs izpildām to, ko mēs sakām, ka darīsim. Tas pārliecina mūsu pašreizējos investorus, ka, ja mēs varam tikt cauri šai tumsas ielejai, beigās pastāv iespēja.

Šie investori cer, ka drīzumā varēs parakstīt stratēģisko investoru. Viņi ir saglabājuši uzņēmuma finansējumu, kamēr tas piesaista vairāk naudas, nevis tāpēc, ka mēs dāvinām labdarības dāvanas, saka Semprius investors Klintons Bībijs, ARCH Venture Partners riska kapitālists. Mēs uzskatām, ka tas varētu būt ļoti liels.

paslēpties