КПД солнечного модуля может превысить 35% к 2050 году

Международная исследовательская группа из ведущих институтов и компаний, занимающихся солнечной фотоэлектрической энергетикой, определила наиболее важные направления исследований и разработок для того, что она называет новой эрой фотоэлектрических установок мощностью в несколько-тераватт.

Все члены группы принимали участие в 4-м семинаре по Тераваттам, одном из серии международных семинаров высокого уровня по фотоэлектрическим технологиям-уровня, проводимых Фраунгофером-Институтом солнечной энергии (Fraunhofer ISE), Национальной лабораторией Скалистых гор Министерства энергетики США и Японским Институтом передовых промышленных наук и технологий (AIST).

В своей новой статье «Исторические и будущие знания для новой эры фотоэлектрической энергии мощностью в несколько тераватт», недавно опубликованной в журнале Nature Energy, группа предсказывает дальнейшее улучшение цен на фотоэлектрические системы, их производительность и надежность, а также растущее внимание к использованию ресурсов, выбросам и переработке в будущих проектах и ​​производстве.

«К 2050 году эффективность солнечных модулей может превысить 35% за счет тандемных структур», — сказал Андреас Бетт, директор Fraunhofer ISE, в интервью журналу pv. Он добавил, что эффективность ячеек может превысить 36 % при более низких потерях между элементами-между-модулями, чем сегодня. «К концу первой половины этого столетия цены на солнечные модули могут упасть в два раза».

Бетт сказал, что как более высокая эффективность, так и более низкие затраты будут иметь решающее значение для энергетического перехода, но он считает эффективность более важным фактором. «Более высокая эффективность означает, что для фотоэлектрических установок требуется меньше материалов и земли, что повышает устойчивость и снижает общие затраты на систему», — сказал он, добавив, что срок службы солнечных модулей «определенно» превысит 40 лет.

Исследователи подчеркнули, что фотоэлектрическая отрасль постоянно превосходит предыдущие прогнозы по стоимости модулей, производительности и интеграции. Ожидаемые инновации в тандемной архитектуре и производстве фотоэлектрических технологий, таких как кристаллический кремний (c-Si), теллурид кадмия (CdTe) и медь, индий, галлий и диселенид (CIGS), могут и должны позволить новым игрокам выйти на рынок, создавая более глобально диверсифицированную цепочку поставок элементов и модулей.

Они также объяснили, что новые тандемные фотоэлектрические технологии должны будут четко определять производительность, обеспечивать предсказуемую выработку энергии, обнаруживать ранние сбои и управлять неизвестными рисками деградации, причем последнее является проблемой также для текущих модулей Si и имеет решающее значение для новых технологий на основе перовскита-.

В исследовании прогнозируется, что к 2050 году глобальные мощности по производству солнечной энергии могут достичь примерно 3 ТВт, и подчеркивается, что обучение, основанное на устойчивом развитии, уже снизило затраты и будет иметь все большее значение для фотоэлектрической отрасли в плане обеспечения ресурсов, необходимых для будущего роста.

«Темы будущих встреч фотоэлектрического сообщества, таких как 4-й семинар по Тераваттам, который послужил основой для этой перспективы, могут сместиться в сторону рассмотрения потребностей системы и конечных-пользователей», — заключили ученые. «Инвестиции, производство и внедрение сегодня принесут глобально преобразующие дивиденды завтра в виде экономического роста, производительности, создания рабочих мест, а также снижения загрязнения и бедности».

В состав исследовательской группы вошли ученые из немецкого Forschungszentrum Jülich GmbH, японского производителя солнечного стекла AGC Inc, финского университета LUT, китайского Института солнечных технологий Янцзы, британского специалиста по перовскитной солнечной энергии Oxford Photovoltaics Ltd, китайского производителя модулей Trina Solar, Солнечного центра KAUST в Саудовской Аравии, Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Австралии, США. производитель тонких-пленок First Solar, Японский национальный институт передовых промышленных наук и технологий (NEDO) и сингапурский-производитель фотоэлектрических систем Maxeon и другие.