Индустрия солнечных панелей борется с упорным влиянием физики на тайны фотонов, возбуждающих электроны — и результаты этого сосредоточения на атомном уровне становятся доступны обычным людям.
Недавно было объявлено о тройке новых рекордов эффективности солнечных панелей: тонкопленочный элемент Hanergy достиг 25% эффективности, Trina Solar превысила 25% с IBC-солнечным элементом, а европейская лаборатория установила впечатляющий рекорд — 26% для солнечного элемента, использующего стандартную, простую «p-типа» технологию.
Увеличение эффективности солнечных элементов означает снижение стоимости производимой электроэнергии, поскольку для установки большего количества энергии используется большая часть того же оборудования и трудозатрат. Несколько лет назад один человек мог легко поднять солнечную панель мощностью 250-280 Вт, а сегодня тот же рабочий несет солнечные панели мощностью 290-325 Вт. На 16% больше энергии перемещается с теми же физическими действиями.
Ключевой момент, который вы заметите: подобно профессиональному боксу, существует множество «рекордов эффективности солнечных элементов», потому что существует множество типов продуктов. Таким образом, если вы немного запутаетесь, какая солнечная панель лучше… что ж, это отличная дискуссия в отрасли среди экспертов — и только время покажет нам победителя (или победителей).
Карта ниже (полноразмерный файл здесь — pdf) дает вам представление о множестве различных типов продуктов и их соответствующей эффективности.
Существуют экзотические решения с поразительной эффективностью — перовскиты с их потенциалом на уровне 26,4% и, конечно же, многопереходные продукты, используемые только в космосе или для самых требовательных проектов, которые достигают и превышают 45% эффективности.
Лучшие лабораторные эффективности солнечных элементов NREL
Предполагается, что сверхэффективная двусторонняя солнечная панель «стекло на стекле» (что-то похожее на то, что разрабатывается здесь) стала причиной рекордной заявки в 1,79 цента за кВтч на солнечную энергию в Саудовской Аравии. Также упоминается, что новизна технологии могла быть одной из причин отклонения этой заявки. Иногда можно быть слишком передовым для собственного блага.
Что еще здорово, так это то, что по мере того, как мы продолжаем освещать солнечные панели, мы видим, как эстетически привлекательные, высокоэффективные продукты выводятся на рынок жилой недвижимости благодаря этим исследовательским инициативам. Solaria и SunPower используют ячейки-черепицы, Solertech Universal продвигает гетеропереход, LG использует N-тип ячейки и «ленты» или задние токосъемные шины, а JA Solar продвигает monoPERC — и все это время мы получаем более длительный срок службы панелей, поскольку наши производители улучшают свои методы.
Jinko против LONGi
Осенью 2017 года — от компаний, производящих огромное количество солнечных панелей сегодня — мы стали свидетелями тройки рекордных показателей эффективности для солнечных элементов «p-типа monoPERC». С небольшим интервалом последовательно от Jinko Solar, затем LONGi, а затем снова Jinko Solar! Я бы поспорил, что JinkoSolar сделали свое объявление, а LONGi, зная, что у них есть рекорд в лаборатории, отреагировали на следующий же день. Очевидно, очень ценно заявлять, что ваши исследования лидируют в мире.
«Лабораторные» POLO-солнечные элементы
26,1% POLO
Так же, как я был рад видеть объявления Jinko Solar и LONGi, поскольку это реальные компании, производящие реальные продукты в больших объемах, я больше всего рад читать об эффективном на 26,1% солнечном элементе, разработанном Институтом исследований солнечной энергии Хамелина (ISFH) и Университетом Лейбница Ганновера.
Ключевой момент:
«Наш результат демонстрирует, что ни кремний N-типа, ни диффузия бора, ни аморфный кремний не являются обязательными для сверхвысокой эффективности. Существуют и другие привлекательные пути к самой высокой эффективности кремния при потенциально низких затратах!» — заявляет профессор Рольф Брендер, директор ISFH.
Этот продукт близок к тому, что широко производится в мире — то есть он ближе всего к вам и мне и имеет эффект широкого масштаба. Исследователи предположили, что относительно простое изменение — одна машина с другим лазером — на линиях производства солнечных панелей могло бы позволить добавить эти преимущества в эффективности. Конечно, этих машин пока не существует, потому что эти солнечные элементы «лабораторного размера», а не «большой площади», и потребуется время, чтобы эти знания перешли на производственные линии, однако — по словам исследователей — это не должно быть большим скачком. И это радует.
«IBC» против «Стандартного» солнечного элемента
25,05% IBC
Trina Solar установила новый рекорд общей площади эффективности в 25,04% для крупногабаритного монокристаллического кремниевого солнечного элемента N-типа с интердигитальной задней контактной системой (IBC).
Но подождите — IBC-солнечные элементы — это то, на чем SunPower построила свою репутацию, и они уже давно превышают 25%. Вот где вы можете увидеть тонкие нюансы оборудования солнечных элементов, создающего новый класс рекордов для «сексуальных» заголовков. Размер солнечного элемента SunPower меньше, чем у Trina, и SunPower сама переходит на этот размер солнечного элемента, согласно этому разговору в Twitter с Марком Осборном (человек, от которого я получаю большую часть знаний о производителях солнечной энергии на предыдущих этапах), поэтому примечание о «большой площади». Кроме того, это вполне может быть рекорд «в Китае», по словам Марка, мы узнаем после Китайского Нового года (С Новым годом, Китай!).
Марк подчеркивает, что компания, подобная Trina, осваивающая этот тип ячеек и производящая их в стандартном для отрасли размере, приведет к стандартизации оборудования и массовому внедрению, что снизит затраты. Этот солнечный элемент — специализация SunPower — был драйвером самых мощных солнечных панелей, доступных обычным людям (не НАСА) на планете. И если Trina Solar, второй по величине производитель солнечных панелей на этой самой планете, принесет эту технологию массам, выиграем все мы.
«Тонкопленочный» солнечный элемент Hanergy
25,1% СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ (НЕ СОЛНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ)
Hanergy, через R&D Alta Devices, анонсировала тонкопленочную галлий-мышьяковую (GaAs) гибкую солнечную панель с эффективностью 25,1%. Продукт ориентирован на конкретные рынки, которые могут использовать тонкие, легкие и гибкие аспекты продукта — космос и военные приложения в первую очередь, а также дроны и окна автомобилей. Компания, производящая солнечные элементы для этой панели, также имеет двухпереходный солнечный элемент, пиковая эффективность которого составляет 29% (PDF)!! Проблема с этим продуктом на данный момент — масштаб/цена — но черт возьми — 25% эффективная, почти обычная солнечная панель существует.
Взгляд Electrek
Научные исследования реально влияют на вашу и мою жизнь, и эта область исследований, движущая производство чистой энергии, спасет миллиарды человеческих жизней. Прогресс в медицине и производстве продуктов питания позволил человечеству полностью доминировать на этой планете. Очистка нашей энергии даст нам серьезное время, чтобы разобраться, как интегрировать, кормить, обучать и управлять следующими 7,3 миллиардами нас.
Думаете о солнечных батареях для дома? Understand Solar свяжет вас с местными подрядчиками, напишите мне в Твиттер, и я дам вам несколько советов, или позвольте мне дать вам профессиональную консультацию по жилым помещениям, которая сэкономит вам деньги.
Чтобы получать больше новостей об электромобилях, автономном транспорте и чистых технологиях, обязательно подписывайтесь на нас в Twitter, рассылке, RSS или Facebook, чтобы получать наши последние статьи.