A fotovoltaikus erőművek technológiai térképén a különböző országok és a vállalkozások megkülönböztető technológiai útvonalakat hoztak létre erőforrás -adományaik és ipari előnyeik alapján. A piacon lévő domináns kristályos szilícium-technológiától kezdve a vékonyréteg-fotovoltaikusok differenciált versenyéig és a feltörekvő technológiák élvonalbeli feltárásáig, ez az évtizedes „út csata” nemcsak a fotovolttó hatékonyságának folyamatos áttörését hajtotta végre, hanem az egyedi forgatókönyvek globális eloszlását is a Shine-t, a Shine-t is formázta.
1 Kristály -szilícium -technológia: A globális fotovoltaika abszolút mainstream
A kristályos szilícium-fotovoltaikusok érettségével és költséghatékonyságával a fotovoltaikus erőművek globális piaci részesedésének több mint 90% -át elfoglalják, és tovább osztják két fő ágra: monokristályos szilícium és polikristályos szilícium. Kína vezető szerepet játszik a monokristályos szilícium -technológiában, amely javította a monokristályos szilíciumsejtek hatékonyságát 26,1% -ra, és csökkentette a költségeket 0,15 USA dollár alatt, wattonként olyan technológiai innovációk révén, mint a gyémánthuzal -vágás és a PERC (passzivált emitter és hátsó cellák). Az 1,2 GW-os monokristályos szilícium-fotovoltaikus erőmű Changji-ban, Xinjiang-ban 182 mm-es nagy méretű modulokat használ, amelyek költsége mindössze 0,18 jüan / kilowatt óra, ami 12% -kal alacsonyabb, mint a hagyományos modulok, és a globális megfizethető hálózati hozzáférés referenciaértékévé vált.
A polikristályos szilícium -technológia bizonyos részesedést tart fenn az európai és amerikai piacokon, előnyei az egyszerű anyagkészítés és a kiváló sugárzás ellenállás. Noha az First Solar polikristályos szilíciummoduljainak hatékonysága kissé alacsonyabb (19-20%), stabilan teljesítenek magas hőmérsékletű és nagy sugárzási sivatagi erőművekben. Az arizonai 550 MW -os polikristályos szilícium -erőmű 3 % -kal alacsonyabb, mint a monokristályos szilícium, 45 fokon. A koreai vállalatok az anyagok tisztaságát 99,999% -ra növelték a polikristályos szilícium -technológia öntésével, amelynek eredményeként a polikristályos szilícium -sejtek hatékonysága meghaladta a 22% -ot, ami a németországi elosztott fotovoltaikus erőművekben részesül.
A kristályos szilícium-technológia jövője az N-típusú akkumulátorok áttörésében rejlik. Kína TopCon (alagút -oxid passzivációs érintkezési) sejtjei, Japán HJT (heterojunciós) sejtjei és Európa IBC (Crossujj háttámlája) sejtjei mind a 27%-os hatékonyságra törekszenek. Az Anhui, a Hefei 100 MW -os Topcon erőmű 8% -kal növelte energiatermelését a hagyományos PERC erőművekhez képest; A japán Hokkaidóban található HJT demonstrációs erőmű 95% -os teljesítményt tart fenn, akár alacsony hőmérsékleten, -20 fokos hőmérsékleten, és új megoldást kínál a fotovoltaikus alkalmazásokhoz a magas szélességű régiókban.
2 vékony film fotovoltaika: A differenciált forgatókönyvek zavarója
Noha a vékonyréteg-fotovoltaikusok piaci részesedése kevesebb, mint 10%, ezek pótolhatatlanok olyan területeken, mint a BIPV (épület integrált fotovoltaika) és a rugalmas forgatókönyvek, amelyek ökoszisztéma-kiegészítést képeznek a kristályos szilícium technológiával. A kadmium-telluride (CDTE) vékony fóliák a vékonyréteg-fotovoltaika mainstream. Az Egyesült Államok első Solar CDTE moduljainak hatékonysága 22,1%, és a termelési költség csak 0,12 dollár / watt, ami költségnövelést jelent a nagyszabású földi erőművekben. Az ausztráliai Katherine Photovoltaikus Erőmű 4,2 GW-os CDTE modulok felhasználásával a déli féltekén a legnagyobb vékonyrétegű fotovoltaikus erőmű. Gyenge fényválasz -teljesítménye 15% -kal magasabb, mint a kristályos szilíciummoduloké, így különösen alkalmas a felhős időjárásra Észak -Ausztráliában.
A réz indium gallium szelenid (CIGS) vékony fóliák rugalmasságukról ismertek. A németországi Meyer Burger rugalmas alkatrésze, mindössze 0,3 mm vastagságú, 5 cm -es sugár ívbe hajlítható, és széles körben használható mobil forgatókönyvekben, például az RV -kben és a sátrakban. A norvég sarkvidéki kutatóállomás a kutatási hajó tetejét a CIGS -filmmel fedezi, hogy a poláris nap folyamán energiát biztosítson a berendezések számára, és hideg ellenállását -60 fokos teszteléssel igazolták. Kína Hanergy -csoportja erőfeszítéseket tesz a függönyfalak építésének területén. A sanghaji felhőkarcoló BIPV -projektje színes CIGS vékonyréteg -összetevőket használ, amelyek nemcsak megfelelnek az építészet esztétikai igényeinek, hanem elérik az 120000 kWh éves energiatermelését is.
A Perovskite vékony fóliák a legjobban várt feltörekvő erő. Az Egyesült Királyságban az Oxford University által kifejlesztett Perovskite modul 31,3%, és a nyersanyagköltség csak a kristályos szilícium 1/20 -at jelent. A Szaúd-Arábia Neom Future City a világ első GW szintjének Perovskite napenergia-erőművének felépítését tervezi, bőséges helyi fényforrások felhasználásával és a perovskite magas hőmérsékleti stabilitásának kombinálásával a cél villamosenergia-költségének 0,01 dollárra történő csökkentése érdekében. A perovskit tartósságát azonban még javítani kell. A svájci kültéri tesztek kimutatták, hogy a perovskite komponensek jelenlegi élettartama ultraibolya fényben kb. 2000 óra, ami csak a kristályos szilícium 1/5 -e. A vállalatok szerte a világon javítják stabilitásukat a csomagolási technológián keresztül.
3 feltörekvő technológiák: A fotovoltaikus jövő határokon átnyúló felfedezése
A fotovoltaika és más technológiákba történő integrálása képzeletbeli alkalmazási forgatókönyveket eredményezett. A fotovoltaikus és napenergia -termikus hibrid rendszert a spanyol Andasol erőműben validálták. Koncentrált fotovoltaikus (CPV) révén villamos energiát generál, és hulladékhőt használ a melegítéshez, elérve a 80% -os átfogó energiafelhasználási hatékonyságot, amely 50% -kal magasabb, mint a tiszta fotovoltaikus erőművek. Az izraeli SDE Boker Boker Solar Energy Research Center kifejlesztett egy fotovoltaikus+tengervíz -sótalanító rendszert, amely 1,5 liter édesvizet képes előállítani kilowatt órás villamos energiát, amelynek stratégiai értéke van a Közel -Kelet sivatagi régióban.
A Space Photovoltaics a végső technológiai álom. A NASA "napenergia -műholdas" programja megkísérel fotovoltaikus erőműveket telepíteni a Föld pályájára, és a villamos energiát a földre továbbítja a mikrohullámúak révén, napi, éjszakai és időjárási viszonyokkal. A japán JAXA befejezte egy 10 kW -os űrfotovoltaikus prototípus tesztelését, és 2030 -ig egy megawatt szintű demonstrációs rendszer felépítését tervezi. Kína "Tiangong" űrállomás rugalmas fotovoltaikus modulokkal is felszerelt, 30%-os energiatermelési hatékonysággal, az űrfotovoliika műszaki tapasztalatainak felhalmozásával.
A globális fotovoltaikus technológia "változatos együttélése" alapvetően a különböző forgatókönyvek igényeinek tükrözése. A kristályos szilícium -technológia egyensúlyt keres a hatékonyság és a költségek között, a vékony film -technológia a határokat speciális forgatókönyvekben vizsgálja, és a feltörekvő technológiák a jövőbeli lehetőségekre mutatnak. Ez a "végső válasz" nélküli technológiai verseny a fotovoltaikus erőműveket egyetlen energiatermelő eszközről az energiainfrastruktúrára, amely mélyen integrálódik az épületekhez, a szállításhoz és a térhöz, felgyorsítva a globális energiaátalakítás ütemét.