Новые технологии повысят КПД солнечной генерации — Российская газета

Технология изготовления тонкопленочных гибких панелей обещает стать флагманом развития солнечной энергетики как в мире, так и в нашей стране.

В ближайшее десятилетие изготовление тонкопленочных солнечных модулей в стоимостном измерении будет прирастать на 10 процентов ежегодно, констатируют авторы обзора Информационно-аналитического центра «Новая энергетика», подготовленного по заданию Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО. В гигаваттах мощности прирост будет сопоставим с темпами, которые демонстрирует бурно развивающаяся солнечная энергогенерация на основе кристаллического кремния.

При этом гибкая фотовольтаика, к которой относятся тонкопленочные технологии производства электроэнергии, имеет ряд преимуществ перед кремниевой солнечной генерацией, в том числе меньший углеродный след.

Если на первое поколение фотовольтаики на основе технологии кремниевой подложки человечество потратило более 50 лет, то разработка и производство альтернативного поколения солнечных панелей ведется с большей интенсивностью. Так, лидирующей технологией в солнечной энергетике сейчас становится третье поколение тонкопленочных материалов на основе галогенидных перовскитов. Научные группы разных стран приступили к этим разработкам в начале 1990-х. Сегодня их КПД показывает 25 процентов в лабораторных условиях. Это выше эффективности микрокристаллического и поликристаллического кремния и вплотную приблизилось к КПД монокристаллического кремния с его 26 процентами эффективности.

При этом для изготовления перовскитной солнечной батареи не нужны кварцевый песок и перевод его в силан, множественные вакуумные процессы и лабораторно чистые производственные помещения. Достаточно только группы инженеров и специальных принтеров, которые могут печатать солнечные панели на стекле, на гибких подложках, а также в полупрозрачном виде, например, для изготовления энергоэффективных окон.

«Слой фотоэлектрических материалов у тонкопленочных модулей имеет толщину от нескольких нанометров до нескольких микрометров, что в 300-350 раз меньше, чем у стандартных солнечных панелей из кристаллического кремния. Они гораздо легче, обладают гибкостью, благодаря чему их можно интегрировать в верхний слой кровли зданий, стеновые панели и даже в остекление. Они могут быть основой для мобильных электростанций, в том числе на крышах автомобилей и другого транспорта. Кроме того, их производство требует меньшего расхода энергии, а значит, дает более низкий углеродный след, то есть оказывается более экологичным», — отмечает директор Информационно-аналитического центра «Новая энергетика» Владимир Сидорович.

Тонкопленочная солнечная энергетика, как ожидается, будет расти на 10 процентов в год

Таким образом, главным преимуществом технологии солнечных панелей из перовскита является относительная технологическая простота. Помимо изготовления солнечных батарей, перовскитные полупроводники демонстрируют ряд свойств, которые либо превосходят, либо показывают такие же значения, как и у давно зарекомендовавшей себя индустрии соединений кремния. Поэтому из перовскитов также можно делать как солнечные батареи, так и высокоэффективные светодиоды, матрицы транзисторов, чувствительные фотодетекторы, детекторы гамма-излучений и проч. Так же на их основе можно создавать волоконно-оптические устройства для квантовой коммуникации. Устройство на основе перовскита представляет собой сэндвичную структуру, и их можно изготавливать в режиме непрерывной печати.

«Солнечный» бизнес уже оценил перспективы развития этого направления. Как считает научный сотрудник лаборатории «Перспективная солнечная энергетика» НИТУ «МИСиС» Данила Саранин, любые инвестиции в энергетику носят достаточно долгосрочный характер, и здесь переход от топливной энергетики к альтернативной будет учитывать специфику страны, отдельного ее региона, особенности развития электросетей и состояние мощностей. «Сейчас бум альтернативной энергетики в развитых странах в значительной мере связан с имиджевыми показателями. Появление перовскитной технологии дает мотивацию для увеличения рентабельности солнечной энергетики и ее удешевления для потребителей», — отмечает он.

По словам эксперта, вопреки расхожему мнению, в России есть немало регионов, где использование солнечной генерации имеет хорошие перспективы, причем не только на юге. Один из наиболее высоких показателей облучения поверхностей солнечным светом наблюдается, например, в Якутии.

Появление на рынке гибких, тонких и легких солнечных модулей позволит применять их практически на любых поверхностях зданий

Еще одним стимулом использования нового поколения солнечных панелей является, по мнению эксперта, необходимый для рентабельности производства эффект масштаба. Массовость производства может привлечь большие инвестиции в короткие сроки. Наряду с этим развитие электроники создает и большое количество ниш применения новой «солнечной» технологии. В частности, фотовольтаика для зарядки датчиков беспроводной связи и устройств телекоммуникации. Первые шаги в развитии тонкопленочной фотовольтаики уже сделаны.

Как сообщили в Группе РОСНАНО, в РФ собственное производство развивает компания Solartek из Группы «ТехноСпарк». Сейчас она строит первый в России завод по производству гибких солнечных панелей, которые будут выпускаться в Центре нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия. Основным рынком сбыта станет сегмент коммерческого строительства и реконструкции России и других стран Евразийского экономического союза, а также дальнее зарубежье.

«Появление на рынке гибких, тонких и легких солнечных модулей SteelSun позволит применять их практически на любых поверхностях зданий, повышая их энергоавтономность. Мы работаем над заводской интеграцией таких модулей в материалы кровли и фасадов, чтобы применение солнечной генерации в городах стало стандартным и массовым явлением», — отметил руководитель Solartek Дмитрий Крахин. При этом компания планирует усовершенствовать европейскую технологию для снижения стоимости производства ячеек и модулей, а также повышения их КПД. Это снизит стоимость выпускаемой продукции и повысит ее конкурентоспособность.

На помощь производству готовы прийти ученые. Разработкой технологий тонкопленочной фотовольтаики — перовскитной, органической и CIGS занимается совместный стартап Северо-Западного центра трансфера технологий и Университета ИТМО Flex Lab в Санкт-Петербурге.

Солнечные батареи нового поколения — полный обзор видов. Жми!

20 лет назад электричество, добытое из солнечной энергии, казалось нам просто фантастикой. Но уже сегодня солнечными батареями уже никого не удивишь.

Жители стран Европы давно поняли все преимущества солнечной энергии, и теперь освещают улицы, обогревают дома, заряжают различные приборы и т.д. В этом обзоре речь пойдет солнечных батареях нового поколения, созданных для облегчения нашей жизни и сохранения окружающей среды.

Типы СБ

Принцип работы солнечной батареи. (Для увеличения нажмите)Сегодня насчитывается более десяти видов солнечных устройств, которые используются в той или иной отрасли. Каждый вид имеет свои характеристики и эксплуатационные особенности.

Принцип работы кремниевых солнечных батарей: на кремниевую (кремниево-водородную) панель попадает солнечный свет. В свою очередь, материал пластины изменяет направление орбит электронов, после чего преобразователи дают электрический ток.

Эти устройства можно условно поделить на четыре вида. Ниже рассмотрим их подробнее.

Монокристаллические пластины

Монокристаллическая СБОтличие этих преобразователей в том, что светочувствительные ячейки направлены только в одну сторону.

Это дает возможность получать самый высокий КПД — до 26%. Но при этом панель должна все время быть направлена на источник света (Солнце), иначе мощность отдачи существенно снижается.

Другими словами, такая панель хороша только в солнечную погоду. Вечером и в пасмурный день такой вид панелей дает немного энергии. Такая батарея станет оптимальной для южных районов нашей страны.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллическая СБПластины солнечных панелей содержат кристаллы кремния, которые направлены в разные стороны, что дает относительно низкий КПД (16-18%).

Однако главным преимуществом этого вида солнечных панелей — в отличной эффективности при плохом и рассеянном свете. Такая батарея все равно будет питать аккумуляторы в пасмурную погоду.

Аморфные панели

Аморфная СБАморфные пластины получают путем напыления кремния и примесей в вакууме. Слой кремния наносится на прочный слой специальной фольги. КПД подобных устройств достаточно низкий, не более 8-9%.

Низкая «отдача» объясняется тем, что под действием солнечных лучей тонкий слой кремния выгорает.

Практика показывает, что после двух-трех месяцев активной эксплуатации аморфной солнечной панели эффективность падает на 12-16%, в зависимости от производителя. Срок службы таких панелей не более трех лет.

Преимущество их в низкой стоимости и возможности преобразовывать энергию даже в дождливую погоду и туман.

Гибридные солнечные панели

Гибридные СБОсобенность таких блоков в том, что в них объединены аморфный кремний и монокристаллы. По параметрам панели похожи на поликристаллические аналоги.

Особенность таких преобразователей в лучшем преобразовании солнечной энергии в условиях рассеянного света.

Полимерные батареи

Полимерная СБМногие пользователи считают, что это перспективная альтернатива сегодняшним панелям из кремния. Это пленка, состоящая из полимерного напыления, алюминиевых проводников и защитного слоя.

Особенность ее в том, что она легкая, удобно гнется, скручивается и не ломается. КПД такой батареи составляет всего 4-6%, однако низкая стоимость и удобное использование делает такой вид солнечной батареи очень популярной.

Совет специалистов: чтобы сэкономить время, нервы и деньги, покупайте солнечное оборудование в специализированных магазинах и на проверенных сайтах.

Новые разработки

С каждым днем технологии стремительно развиваются, и производство солнечных моделей не стоит на месте. Предлагаем ознакомиться с последними новинками на рынке солнечных систем.

Солнечная черепица

Солнечная черепицаДабы не испортить эстетику кровли дома и при этом получать бесплатную энергию солнца, можно рассмотреть вариант с покупкой солнечной черепицы. Этот отделочный материал состоит из достаточно прочного корпуса и встроенных фотоэлементов.

Кровельное покрытие вырабатывает достаточно энергии, которую можно использовать в бытовых условиях. При использовании такого материала-оборудования можно питать отдельно выделенную электросеть или сбрасывать электроэнергию в общую сеть.

В любом случае общие затраты на электроэнергию снижаются.

Лидером по производству солнечной черепицы является компания из России — «Инноватикс». Вот уже более десяти лет она продает высококачественные отделочные материалы со встроенными фотоэлементами.

Интересно, что такую черепицу тяжело отличить от обычного кровельного материала даже при близком расстоянии.

Преимущества солнечной черепицы:

1. Полупроводниковый материал, который используется при соединении фотоэлементов, сократили в 4 раза.
2. Инновационная система фокусировки солнечного света позволяет получать в 5 раз больше энергии.
3. Средний срок эксплуатации солнечной черепицы составляет 20 лет.
4. Относительно небольшой вес черепицы не имеет негативного давления на кровлю.
5. Прочность солнечной черепицы позволяет ее использовать при любых погодных условиях. Черепица спокойно выдерживает град и другие осадки.
6. Простота креплений позволяет надежно устанавливать черепицу в самые короткие сроки.

Солнечное окно

Солнечное окноБуквально три года назад на рынке солнечных технологий появилась новая разработка американских конструкторов из «Pythagorus Solar Windows». Суть инновации в том, чтобы использовать оконное стекло в качестве панели, добывающей солнечную энергию.

Подобные панели по полной используют в высотках европейских городов. Это позволяет существенно экономить электроэнергию.

Технология солнечных окон представляет собой использование фотоэлементов в виде кремниевых полос, встроенных между стеклами. Помимо того, что окна будут вырабатывать дополнительную электроэнергию, в дополнение окно будет защищать комнату от перегрева, задерживая солнечный свет. Внешне солнечные окна похожи на привычные жалюзи.

Другой производитель солнечных окон «Solaris Plus» предлагает использовать специальные стекла, обработанные специальным кремниевым напылением. Полосы будут преобразовывать солнечные лучи в электроэнергию, которая будет питать АКБ через полупрозрачные проводники.

Гибридные фотоэлементы

В 2015 году американскими конструкторами были разработаны гибридные фотоэлементы, позволяющие преобразовывать электроэнергию не только из солнечного света, но и тепла. Суть конструкции заключается в применении фотоэлементов из кремния и полимерной пленки «PEDOT».

Фотоэлемент фиксируется с пироэлектрической пленкой и соединяется с термоэлектрическим оборудованием, способным преобразовывать тепло в электрический ток.

Тестирование новой гибридной технологии показало, что новая термическая пленка способна вырабатывать в 10 раз больше электроэнергии, чем стандартная солнечная панель.

Системы на основе биологической энергии

Исследования, проводимые специалистами из университета Кембриджа, пока не дали конкретных результатов в области разработки солнечных систем нового поколения, преобразовывающих биологическую энергию (фотосинтез). Последние результаты показали КПД менее 0.4 %.

Но разработки не останавливаются, а ученые обещают, что в ближайшем будущем получать энергию от биологических солнечных систем.

Варианты таких батарей впечатляют:

1. Лампа дневного света, работающая от обычного лесного мха.
2. Электростанции в виде больших листьев.
3. Панели из растений для домашнего пользования.
4. Мачты из растений, из которых будут добывать электроэнергию и многое другое.

Надеемся на то, что в скором будущем гелиосистемы нового поколения будут использоваться по максимуму. Это даст возможность обеспечить электроэнергией каждый дом на планете, без вреда для окружающей среды.

Смотрите видео, в котором рассказывается о солнечных батареях нового поколения:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Новые солнечные батареи на 640–665 Вт Canadian Solar запущены в серию

Китайско-канадский производитель фотоэлектрических модулей Canadian Solar анонсировала выход на рынок своей новой линейки панелей HiKu7 Mono (Series 7). В нее вошли как односторонние солнечные батареи (серии CS7L-MS и CS7N-MS), так и двухсторонние (CS7L-MB-AG и CS7N-MB-AG).

«Фотомодули линейки Series 7 будут производиться большей частью в Китае, мы станем наращивать объем выпуска в течение первого и второго квартала следующего года, при этом предполагаемая суммарная мощность выпущенных за год солнечных батарей составит приблизительно 10 гигаватт» — заявили в компании.

Фотоэлектрические панели HiKu7 CS7N-MS, по словам производителя — идеальное решение для крупномасштабных промышленных и коммерческих предприятий солнечной энергетики. Это самый мощный продукт Canadian Solar из представленных на сегодняшний день. Серия объединяет модули с КПД 20,6–21,4% шести уровней мощности — от 640 до 665 Вт.

HiKu7 CS7N-MS имеют размеры 2384×1303×35 мм, весят 35,7 кг и состоят из 132 монокристаллических половинчатых фотоэлементов. Номинальное напряжение в точке максимальной мощности варьируется от 37,5 вольт для батарей на 640 Вт до 38,5 Вт для моделей на 655 Вт, их номинальный ток составляет 17,07–17,28 ампера, а сила тока короткого замыкания — 18,31–18,51 ампера.

Читайте также: Солнечная панель с рекордной мощностью — 580 Вт — представлена JinkoSolar

По информации производителя, солнечные модули пригодны для эксплуатации при температуре от –45 до +85 °C. Температурный коэффициент панелей равен –0,34% на градус Цельсия. Из них можно составлять системы с суммарным напряжением до 1500 вольт. Фотоэлементы заключены в раму из анодированного алюминия и оснащена закаленным стеклом толщиной 3,2 мм. Распределительная коробка модуля отвечает требованиям класса IP68.

Все солнечные батареи серии рассчитаны на перевозку в стандартных морских 40-футовых контейнерах. Каждая единица такой тары вмещает 480 модулей, по 30 штук на палете.

Canadian Solar дает 12-летнюю гарантию на новые солнечные панели. Сохранение выходной мощности гарантируется в течение 25 лет для односторонних панелей и в течение 30 лет для двусторонних. Производительность первых в течение гарантийного срока должна снижаться не более чем на 0,55% в год, а вторых — не более чем на 0,45% в год. Деградация панели в течение первого года срока службы не превышает 2%.

Производитель заявляет, что при применении модулей новой серии в масштабах солнечных электростанций общая цена всех компонентов равновесия системы (BOS) может быть меньше на 5,7%, а нормированная стоимость электроэнергии (LCOE) на 8,9% ниже, чем при использовании стандартных батарей мощностью 445 Вт.

«Series 7 будет доступна с апреля 2021 года на всех рынках, где она востребована», — сказал производитель. — Мы начнем продажи с Европы, Ближнего Востока, Китая, Япония, Африки, Австралии, и Латинской Америки».

В солнечных батареях применяются собственные технологии Canadian Solar, которые обеспечивают повышенную производительность и позволяют объединить преимущества разных типов фотомодулей.

Читайте также: Прозрачный кокон на солнечной энергии — новая защита от COVID-19

Источник: canadiansolar. com

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Представлены новые высокоэффективные солнечные батареи с повышенной долговечностью (3 фото) » 24Gadget.Ru :: Гаджеты и технологии

Для современных солнечных панелей, работающих для генерации экологически безопасной, возобновляемой энергии, существует два самых важных параметра, от которых зависит экономическая составляющая получения и использования солнечной энергии. Это долговечность и энергетическая эффективность панелей.

Новейшие солнечные панели, создаваемые на основе перовскита, редкоземельного материала титаната кальция (CaTiO3) показывают высокую эффективность производства энергии, однако страдают от низкой долговечности. Покрытие быстро разрушается под воздействием атмосферных осадков, света и кислорода. Группа исследователей из Корейского передового института науки и технологии (KAIST), Сеульского национального университета и Университета Сечжона смогли увеличить прочность покрытия из перовскита и увеличить эффективность преобразования света в электроэнергию.

Для изменения физико-технических параметров перовскита были перемешаны молекулы, расположенные в двухмерных слоях, состоящих из фенетиламмония. Такая операция позволит изготавливать солнечные панели без дополнительного защитного слоя, что автоматически сказывается на экономической и энергетической эффективности солнечных электростанций.

Инженеры из Кореи смогли добиться сохранение работоспособности панелей на уровне 80% от первоначальной, после 1000 часов нагрузки. При этом коэффициент эффективности преобразования составлял 20,7%. Добавление кремния позволило поднять эффективность до 26,7%, при существующем максимальном КПД для солнечных батарей — 27,7%.

По заявлению ученых использование панелей на основе кремния и перовскита позволит создать наиболее эффективные «тандемные солнечные элементы мирового класса». При этом существенно вырос коэффициент преобразования, что повлияет на эффективность новых панелей.

Ученые заявляют о необходимости преодоления 30% рубежа эффективности преобразования энергии солнца в электричество, что будет вполне реально при дальнейшем развитии тандемных солнечных панелей.

Источник: Newatlas

Новые солнечные панели эффективнее на 27% и почти не изнашиваются

Новости

29 марта 2020, 12:54

Новые солнечные панели эффективнее на 27% и почти не изнашиваются

Новые солнечные панели, которые создали ученые из Кореи, эффективнее на 27% и почти не изнашиваются. Исследователи уверены, что эффективность их устройств можно повысить еще в 2-3 раза.

Солнечные батареи изнашиваются из-за слишком большого количества света, влажности или низкой температуры, отметили исследователи. Поэтому они разработали новый тип солнечных батарей, которые не разрушаются из-за воздействия окружающей среды и на 26,7% эффективнее. Результаты исследования появились в журнале Science.

Ученые под руководством профессора Корейского института передовых технологий Бюнги Шин сосредоточились на разработке нового класса светопоглощающего материала — широкополосного перовскита. Он имеет кристаллическую структуру, которая практически не реагирует на опасные факторы окружающей среды. Исследователи уже добились прогресса в повышении эффективности солнечных батарей на основе перовскита, но уверены, что материал обладает еще большим потенциалом.

Для достижения более высокой эффективности Син и его команда построили двухслойный солнечный элемент, в котором два или более светопоглотителя складываются вместе, чтобы эффективнее использовать солнечную энергию. Для использования перовскита в этих устройствах ученые модифицировали оптические свойства материала, что позволяет ему поглощать более широкий спектр солнечной энергии.

Разработка стала возможной благодаря инженерному методу, в котором тщательно контролируется соотношение смешивания молекул, образующих двухмерный слой. Согласно предварительным тестам, панель сохранила 80% своей первоначальной способности к преобразованию энергии даже после тысячи часов непрерывной работы.

Ранее сообщалось, что коронавирус в 2020 году приведет к снижению спроса на солнечную энергетику и аккумуляторы.  Об этом сообщило агентство Energylivenews со ссылкой на отчет от Bloomberg.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в
Telegram и Viber

JinkoSolar представила новые солнечные модули мощностью 610 Ватт / Хабр

Китайский производитель солнечных панелей JinkoSolar представил в минувшую субботу на выставке SNEC PV Power Expo, проходящей в Шанхае,

солнечные панели серии Tiger Pro TR мощностью 610 Ватт

.

Производитель сообщил, что новые панели состоят из монокристаллических фотоячеек n-типа, произведённых по технологии TOPCon с коэффициентом преобразования солнечного света 24,79%*. Модули в свою очередь имеют коэффициент преобразования 23,3% и состоит из 78 ячеек. Компания не представила более никакой технической информации.

Ранее, JinkoSolar заявляли, что новые солнечные модули будут базироваться на технологии НОТ и технологии туннельно-оксидного пассивирующего контакта (TOPCon).

Для увеличения КПД они применили несколько типов передовых технологий, таких как усовершенствованная система диффузии электронов, пассивизацию контактов и снижение уровня отражения фотонов. Также в процессе производства применялись усовершенствованные производственные материалы.

Ещё в середине июля представители сообщали, что

«Рекордные солнечные элементы из монокристаллического кремния будут постепенно применяться в производстве продукции»

В дополнение к новым панелям мощностью 610Вт компания также представила новую серию модулей BIPV с выходной мощностью 550 Вт. Ее новая линейка

«PV + Architecture»

доступна в различных цветах и уровнях прозрачности, сообщил производитель, не раскрывая никаких других деталей продукта.

Что такое BIPV?BIPV (Building Integrated Photovoltaics)

– современная промышленная и строительная индустрия, где используются инновационные технологии преобразования солнечной энергии в электричество с помощью нового поколения специальных архитектурных фотоэлектрических панелей, интегрированных в конструкции зданий и сооружений.

В данном случае речь идёт о полупрозрачных солнечных модулях для интеграции в здания в виде окон, навесов и пр.На сайте компании технология BIPV не представлена — Wiki (eng)

В июне вице-президент JinkoSolar Дани Цянь сообщил издательству PV-Magazine, что серия модулей Tiger Pro станет основным источником дохода компании в 2022 году, вытеснив с первого места по выручке панели Tiger 475 W. Серия фотоэлектрических модулей Tiger Pro была представлена в середине мая.

От переводчика:
* — Рекордные солнечные ячейки с КПД 24,79% из слитков, выращенных по методу Чохральского, были представлены 20 июня 2020 года. Прошлый рекорд также принадлежал Jinko — 24,2% — и был поставлен в 25 января 2020 года. Этот год явно удачный для компании

Послушать 14 выпуск подкаста «Солар-Ньюс» про эти модули можно в Apple Podcasts или любом другом подкастоприёмнике

Кстати, на данный момент на сайте представлены серийные модели панелей серии Tiger Pro максимальной мощностью 585Вт с эффективностью преобразования 21,4%

Учёные создали прозрачную солнечную панель, которую можно интегрировать в смартфон

Немалая часть человечества пытается идти по пути замещения невозобновляемых источников энергии возобновляемыми. Корейские учёные из Инчхонского национального университета сделали небольшой шаг на этом пути — они создали первый, по их словам, полностью прозрачный солнечный элемент.

В новом исследовании профессор Джундонг Ким (Joondong Kim) описывает новаторский метод, касающийся слоя гетероперехода солнечной ячейки. Согласно исследованию, благодаря комбинации полупроводников из оксида никеля и диоксида титана был создан эффективный и полностью прозрачный солнечный элемент.

Диоксид титана (TiO2), являющийся эффективным полупроводником, в настоящее время используется в технологии солнечных батарей. Он эффективен, нетоксичен и экологически чист, а также в изобилии имеется на Земле. Оксид никеля (NiO), с другой стороны, также является полупроводником с высокими характеристиками оптической прозрачности. Сочетание этих двух элементов позволяет создавать прозрачные солнечные панели, которые являются при этом экологичными и простыми в использовании.

На солнечную энергию (наряду с ветром и водой) неизменно возлагаются самые большие надежды в деле перехода на возобновляемые источники энергии. Поэтому многие учёные трудятся в этой области. За последние годы солнечная энергия стала более доступной и экологически чистой, растёт и коэффициент преобразования ультрафиолетового излучения в электричество.

Однако современные солнечные элементы ограничены возможностью их повседневного использования из-за непрозрачности. Солнечные панели можно увидеть только на крышах, в удалённых районах и в местах, скрытых от глаз общественности. Джундонг Ким возлагает большие надежды на своё исследование — по словам учёного, уникальные свойства прозрачных фотоэлектрических элементов открывают для них широкий спектр применений. Полностью прозрачные панели в будущем удастся использовать в окнах зданий и даже в мобильных телефонах. Впрочем, о коммерциализации говорить рано, поскольку эффективность преобразования энергии исследуемых панелей составила 2,1 %.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

солнечных панелей достигли своего предела. Эти кристаллы могут это изменить.

Когда в конце марта администрация Байдена объявила об инициативе на 128 миллионов долларов по сокращению затрат на солнечную энергию, значительная часть этих денег пошла на исследования материалов, названных в честь малоизвестного русского геолога и дворянина XIX века: Льва Перовски.

Среди перечисленных проектов: 40 миллионов долларов на исследования и разработки так называемых перовскитных материалов, которые ученые используют, чтобы раздвинуть границы того, насколько эффективными и адаптируемыми могут быть солнечные элементы.

И хотя перовскиты не являются чем-то новым — они были впервые обнаружены на Урале в России в 1839 году, и они довольно распространены, — их недавнее применение в солнечной энергетике породило надежду на то, что люди будут использовать их для лучшего использования тысяч мегаватты энергии солнца, падающего на Землю каждый час.

«Я бы сказал, что перовскиты — одна из самых интересных возможностей для солнечных элементов в ближайшем будущем», — сказал Дэвид Митци, профессор машиностроения и материаловедения в Университете Дьюка, изучавший материалы с 1990-х годов.

Любая новая солнечная энергетическая технология должна конкурировать с кремниевыми солнечными элементами, это устоявшаяся технология, используемая более 50 лет, сказал Митци. Но перовскиты обладают потенциалом как для повышения эффективности кремниевых ячеек, так и, возможно, для прямой конкуренции с ними: «Я думаю, что определенно есть возможности».

Эффективность — это лишь одна из характеристик. Перовскитные элементы могут быть легко изготовлены из различных материалов, вырабатывающих электричество, и при гораздо более низких температурах — и, следовательно, потенциально более низких затратах — чем кремниевые элементы.Но прежде чем они смогут полностью заменить кремний, необходимо решить проблему стабильности и долговечности перовскитных ячеек.

Ученые открыли целый класс перовскитных материалов, которые имеют определенную структуру, включающую три различных химических вещества в кубической форме кристалла. Несколько лет назад они осознали, что некоторые перовскиты являются полупроводниками, например кремний, используемый в электронике. Но только в 2009 году исследователи обнаружили, что перовскиты также можно использовать для создания солнечных батарей, которые превращают солнечный свет в полезное электричество.

Первые перовскитные элементы имели очень низкий КПД, поэтому большая часть падающего на них солнечного света не использовалась. Но они быстро улучшились.

«Эффективность, с которой солнечные элементы, содержащие эти перовскитные материалы, преобразуют солнечный свет в электроны, выросла с невероятной скоростью, до такой степени, что теперь эффективность приближается к эффективности кремниевых солнечных элементов в лаборатории», — сказала Линн Лу. профессор химической инженерии в Принстонском университете и директор Центра Андлингера по энергии и окружающей среде.«Вот почему мы так рады этому классу материалов».

Перовскитные солнечные элементы также могут быть изготовлены относительно легко — в отличие от кремниевых элементов, которые необходимо очищать при очень высоких температурах и поэтому для их производства требуется много энергии. Перовскиты могут изготавливаться в виде тонких листов при низких температурах или в виде чернил, которые можно эффективно «печатать» на подложках из других материалов, таких как гибкие рулоны пластика.

Это может привести к их использованию на поверхностях, где кремниевые солнечные элементы не будут быть практичными, например, снаружи автомобилей или грузовиков; или они могут быть даже напечатаны на ткани для питания носимой электроники.Другой вариант — нанести тонкие пленки перовскита на оконные стекла, чтобы они пропускали большую часть света, а часть его использовали для выработки электроэнергии.

Но одно из самых многообещающих применений перовскитных ячеек — объединить их с кремниевыми элементами, чтобы они использовали больше солнечной энергии, чем только кремний. Лучшие кремниевые элементы приближаются к своей теоретической максимальной эффективности около 29 процентов. Но перовскитные элементы можно настроить для выработки электричества на длинах волн света, которые кремниевые элементы не используют, поэтому покрытие кремниевых солнечных элементов полупрозрачными пленками перовскитных элементов может преодолеть этот фундаментальный предел.

Физик Генри Снайт из Оксфордского университета, ведущий исследователь перовскитных солнечных элементов, видит в этом способ объединить промышленное господство кремния с технологическими преимуществами перовскитов. Он считает, что «тандемные» кремниевые и перовскитные элементы с эффективностью выше 40 процентов могут получить коммерческое распространение в течение 10 лет, и что вскоре за ними могут последовать многослойные элементы с эффективностью более 50 процентов.

Потенциал перовскитных солнечных панелей также привлек внимание правительства как здесь, так и за рубежом.Помимо создания новых коммерческих возможностей для американских компаний, перовскиты могут стать относительно недорогим способом для солнечной энергетики бросить вызов ископаемым видам топлива для производства электроэнергии. «Я думаю, что у многих из нас есть стремление к тому, чтобы технология действительно начала решать некоторые проблемы изменения климата, которые необходимо решить к 2050 году», — сказал физик Джо Берри, который возглавляет исследования солнечных перовскитов в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голден, Колорадо.

Перовскитовые солнечные элементы все еще сталкиваются с проблемами, и ключевой из них является проблема стабильности.Частично из-за того, что перовскитные ячейки просты в изготовлении, они также быстро разлагаются под воздействием влаги и тепла. Некоторые экспериментальные перовскитные ячейки оставались стабильными в течение десятков тысяч часов, но им еще предстоит пройти долгий путь, чтобы соответствовать требованиям 25 или 30 лет использования кремниевых элементов, сказал Снайт.

Некоторые из наиболее многообещающих перовскитных материалов для солнечной энергетики также содержат свинец, который может выделяться в окружающую среду при разложении перовскитных элементов. Исследователи изучают альтернативы перовскитам на основе свинца, такие как перовскиты на основе олова, и аналогичные кристаллические структуры, содержащие другие, более безопасные вещества.

«Я думаю, впереди нас ждут некоторые проблемы», — сказал Лу. «Будет ли [перовскиты] играть значительную роль, зависит от того, сможем ли мы преодолеть эти проблемы».

Том Меткалф

Том Меткалф пишет о науке и космосе для NBC News.

Может ли самый захватывающий новый солнечный материал выжить к его шумихе?

В то время как перовскиты обладают потенциалом для достижения высокой эффективности (мировой рекорд для ячейки, содержащей только перовскит, составляет чуть более 25%), большинство наиболее эффективных перовскитных ячеек сегодня крошечные — менее дюйма в ширину.

Масштабирование затрудняет достижение потенциальных пределов эффективности. Сейчас панели Saule шириной в метр достигают около 10% эффективности. Это затмевается коммерческими кремниевыми панелями аналогичных размеров, эффективность которых обычно составляет около 20%.

Ольга Малинкевич, основатель и технический директор Saule, говорит, что целью компании было выпустить на рынок солнечные элементы, содержащие только перовскит, и более низкая эффективность не будет иметь значения, если технология будет достаточно дешевой.

Saule пытается пойти туда, куда не подходят кремниевые солнечные панели: к крышам, которые не выдерживают веса тяжелых стеклянных панелей, или к более специализированным приложениям, таким как жалюзи на солнечных батареях, которые компания в настоящее время тестирует. .

В то время как Saule выпускает тонкопленочные продукты для большего количества нишевых приложений, другие компании надеются превзойти кремний или, по крайней мере, присоединиться к нему в своей собственной игре. Британская компания Oxford PV использует перовскиты в комбинированных перовскитно-кремниевых элементах.

Поскольку кремний поглощает свет ближе к красному концу видимого спектра, а перовскиты можно настроить на поглощение волн различной длины, нанесение слоя перовскита поверх кремниевых элементов позволяет комбинированным элементам достигать более высокой эффективности, чем один кремний.

Комбинированные элементы Oxford PV тяжелые и жесткие, как элементы, содержащие только кремний. Но поскольку они имеют одинаковый размер и форму, новые элементы могут легко вставляться в панели для массивов на крыше или солнечных ферм.

Oxford PV сочетает перовскит и кремний для создания высокоэффективных солнечных элементов.

OXFORD PV

Крис Кейс, технический директор Oxford PV, говорит, что компания сосредоточена на снижении нормированной стоимости электроэнергии — показателя, который учитывает затраты на установку системы и эксплуатационные расходы в течение всего срока службы.Хотя наслоение перовскитов поверх кремния увеличивает стоимость производства, он говорит, что приведенная стоимость комбинированного элемента со временем должна упасть ниже уровня кремния, поскольку эти новые элементы более эффективны. За последние несколько лет Оксфорд установил несколько мировых рекордов эффективности для этого типа элементов, последний из которых достиг 29,5%.

Microquanta Semiconductor, китайская компания по производству перовскита, базирующаяся в Ханчжоу, также берет некоторые примеры из кремниевых солнечных элементов. Компания производит панели из жестких стеклянных ячеек, изготовленных из перовскитов.

Пилотный завод Microquanta открылся в 2020 году и к концу года должен достичь мощности 100 мегаватт, говорит Буй Ян, технический директор компании. Компания установила демонстрационные панели на нескольких зданиях и солнечных фермах по всему Китаю.

Решение проблемы стабильности

Стабильность перовскитов улучшилась от нескольких минут до месяцев в течение нескольких лет. Но на большинство установленных сегодня кремниевых ячеек гарантия составляет около 25 лет, и эта цель, возможно, еще не может быть достигнута перовскитами.

Перовскиты особенно чувствительны к кислороду и влаге, которые могут мешать связям в кристалле, препятствуя эффективному движению электронов через материал. Исследователи работают над увеличением срока службы перовскитов, разрабатывая рецепты менее реактивного перовскита и находя более эффективные способы их упаковки.

Oxford PV, Microquanta и Saule говорят, что они решили проблему стабильности, по крайней мере, достаточно хорошо, чтобы продавать свои первые продукты.

Оценка долговременных характеристик солнечных элементов обычно выполняется путем ускоренного тестирования, когда элементы или панели подвергаются сверхнапряженным условиям для имитации многолетнего износа. Наиболее распространенным набором тестов для наружных кремниевых элементов является серия под названием IEC 61215.

Что нового в солнечной технологии в 2021 году?

С момента подписания закона о сокращении расходов 21 декабря ^st , 2020, перспективы солнечной энергетики никогда не выглядели лучше. Благодаря законопроекту о выделении более 35 миллиардов долларов сектору чистой энергии потребители могут рассчитывать на серьезные улучшения в солнечной технологии в течение 2021 года.Домовладельцы, желающие перейти на солнечную энергию в этом году, смогут воспользоваться самыми доступными ценами, когда-либо появившимися на рынке, а также самыми качественными и эффективными панелями, которые когда-либо производились! Итак, давайте посмотрим, какие новые технологии мы можем ожидать в солнечной отрасли в 2021 году!

Самые эффективные панели на сегодняшний день…

В условиях более высокой конкуренции, чем когда-либо, компании, занимающиеся солнечными технологиями, работают днем ​​и ночью, чтобы предоставить производителям конструкции для самых эффективных панелей, которые когда-либо появлялись на рынке. В 2015 году SunPower выпустила панель x-series-x22 с невероятной эффективностью — 22%.Эта единственная панель может преобразовывать чуть более солнечного света, который она получает, в электричество. Эта мощная панель была революционной в то время, но у нее были свои недостатки. Поскольку она была на несколько процентов эффективнее следующей по величине панели, она также была одной из самых дорогих солнечных панелей на рынке. С 2015 года компании и производители солнечных батарей стремятся преодолеть отметку в 22%. Oxford PV, компания, занимающаяся солнечными технологиями, разработала солнечные элементы, которые преобразуют более 28% получаемого солнечного света в электричество.Они обнаружили, что покрытие традиционных солнечных элементов тонким слоем кристаллического материала, называемого перовскитом, может увеличить выработку электроэнергии. Слой перовскита позволяет солнечным элементам поглощать большую часть солнечного спектра, чем традиционные кремниевые панели. Проблема в том, что они еще не выпустили на рынок всю панель, покрытую этим материалом. Однако компания надеется, что сможет производить и производить функционирующие панели, которые будут доступны компаниям, занимающимся установкой солнечных батарей по всему миру.Если эта технология окажется столь же успешной, как и ее первоначальные испытания, домовладельцы и предприятия, желающие перейти на солнечную энергию в 2021 году, смогут извлечь выгоду из самых эффективных панелей!

Перовскит (слева) и кремний (справа).

. Самые доступные панели… , не секрет, что 2020 год был большим годом для солнечной индустрии! Благодаря процветанию во время изнурительной пандемии домовладельцы должны быть рады увидеть еще большее распространение солнечной энергии в 2021 году.По мере роста спроса на солнечную энергию сектор солнечной энергетики должен будет расти. Это означает, что десятки и даже сотни новых солнечных компаний охватят страну. Хотя это может быть не самой большой новостью для старых компаний, работающих в сфере солнечной энергии, это отличная новость для домовладельцев, заинтересованных в использовании солнечной энергии. Постоянное усиление конкуренции приведет к падению цен на солнечную систему, что сделает 2021 год самым дешевым годом для перехода на солнечную энергию! Чтобы лучше понять падение цен на солнечную энергию из года в год, давайте взглянем на 2019 и 2020 годы.В 2019 году средняя стоимость ватта солнечной энергии составляла 1,41 доллара. В прошлом году эта цифра упала до 1,33 доллара. Восемь центов могут показаться не очень большими, но когда вы подключаете эти данные к системе среднего размера 6000 ватт (8460 долларов в 2019 году по сравнению с 7980 долларов в 2018 году), с 2019 по 2020 год цена снижается почти на 500 долларов. снижалась каждый год в течение последнего десятилетия, а это означает, что в 2021 году обязательно произойдет значительное падение цен. Чтобы сделать ситуацию еще лучше, федеральные налоговые льготы были обновлены и будут оставаться на уровне 26% в течение следующих двух лет.Это означает, что 2021 год будет самым дешевым годом для перехода на солнечную энергию!

Что насчет резервного питания от солнечных батарей в 2021 году…

В связи с тем, что отключение электроэнергии в сети становится все более распространенным, чем когда-либо, десятки тысяч домовладельцев инвестируют в системы резервного питания от солнечных батарей, которые могут резервировать избыточную солнечную энергию для замены громоздких генераторов. К сожалению, эти резервные батареи дороги и неэффективны. Например, чтобы обеспечить электроэнергией средний дом во время отключения электроэнергии, домовладельцу потребуется приобрести несколько резервных аккумуляторов.Обычная солнечная батарея стоит от 5000 до 7000 долларов, а это означает, что домовладельцу придется вложить 15000 долларов, чтобы получить эту дополнительную услугу. Хотя цены должны снижаться по мере увеличения спроса в обычных штатах, где отключено электричество, технологии еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем она станет рентабельной. Ожидайте, что Tesla Powerwall станет все более популярной, а бренды, работающие в сфере солнечной энергетики, выпустят свои первые версии резервного питания от солнечной энергии.

Инновационные и футуристические солнечные устройства…

Теперь, когда у нас есть лучшее представление о том, как цены и эффективность солнечных панелей будут затронуты в 2021 году, давайте взглянем на некоторые из последних и лучших солнечных технологий, которые разрабатываются или будут вероятно, появится на рынке в ближайшие годы.

Solar Skin — Solar Skin — это развивающаяся технология, созданная двумя инженерами Массачусетского технологического института, которая позволяет домовладельцам настраивать внешний вид своих панелей. Вместо того, чтобы иметь эстетически неприятные черные панели на крышах, домовладельцы теперь могут сочетать свои панели с черепицей, добавлять узоры и даже включать искусство в свой солнечный дизайн!

Солнечная ткань — Впервые солнечная энергия станет частью нашей повседневной одежды. Благодаря тому, что каждое волокно поглощает энергию солнца, солнечная ткань позволяет владельцу вырабатывать электричество для зарядки телефона, согревания и доступа к электричеству в пути.

Portable Solar — Портативные солнечные панели не являются новой технологией ни по каким стандартам. Однако эти портативные панели становятся все более мощными и доступными для повседневного потребителя. Портативная солнечная энергия позволяет пользователям получать электричество вне сети.

Солнечные океанические фермы — Все мы знакомы с сегодняшними огромными солнечными фермами в пустыне, но большая часть общественности не знает, что солнечные океанические фермы находятся в разработке. Эти плавучие острова солнечных панелей смогут производить огромное количество энергии и играть большую роль в развитии возобновляемых источников энергии по всему миру.

Solar Car — По мере того, как солнечная энергия становится все более эффективной и компактной, некоторые компании, производящие электромобили, стремятся встраивать панели в крыши своих автомобилей. Некоторые компании пошли еще дальше и даже сделают солнечную батарею одной из основных характеристик своих автомобилей. Например, Aptera выпускает в 2021 году автомобиль, который будет использовать солнечную батарею, чтобы дать водителю дополнительные 40 миль пробега в день!

Солнечные шумозащитные экраны — Чтобы предотвратить неприятный транспортный шум, министерство энергетики США пытается приспособить шумозащитные барьеры протяженностью 3000 миль на шоссе в качестве возобновляемого источника энергии.Новые конструкции будут включать солнечные панели в шумоизоляционные стены, которые, по прогнозам, будут производить достаточно электроэнергии для питания 37 000 домов.

Солнечная энергия в ночное время — Как мы все знаем, солнечные панели не могут вырабатывать электроэнергию в ночное время. Исследователи из Калифорнийского университета утверждают, что они обнаружили новый солнечный элемент, способный генерировать электричество в ночное время. Хотя он производит только около четверти энергии, производимой солнечным элементом в течение дня, он привносит в отрасль возможности изменения солнечной энергии.

Солнечная энергия в космосе — Исследователи работают над разработкой технологии, которая позволила бы передавать энергию, вырабатываемую солнечными панелями на спутниках, обратно на Землю с помощью микроволновой энергии. Первоначальные исследования показали, что этот метод использования солнечной энергии значительно более эффективен, чем наземные панели. Он не только избегает любых погодных опасностей и облаков, но также может оставаться под концентрированным солнечным светом в течение более длительного периода времени.

Переход на солнечную энергию в 2021 году:

При таком большом прогрессе в солнечной технологии нет лучшего времени для перехода на солнечную энергию! Здесь, в Blue Raven Solar, наши клиенты испытывают все преимущества владения солнечной системой.Если вы хотите узнать больше о том, как солнечная энергия может повлиять на ваш счет за электроэнергию, окружающую среду и стоимость дома, загрузите нашу бесплатную электронную книгу, нажав здесь.

Новый вид солнечной технологии скоро станет большим

Сегодня в большинстве солнечных панелей, покрывающих крыши, поля и пустыни мира, используется один и тот же ингредиент: кристаллический кремний. Материал, сделанный из сырого поликремния, формируется в виде пластин и соединяется с солнечными элементами, устройствами, которые преобразуют солнечный свет в электричество.В последнее время зависимость отрасли от этой уникальной технологии стала чем-то вроде помехи. Узкие места в цепочке поставок замедляют появление новых солнечных установок по всему миру. Крупные поставщики поликремния в китайском регионе Синьцзян, обвиняемые в использовании уйгуров принудительного труда, столкнулись с торговыми санкциями США.

К счастью, кристаллический кремний — не единственный материал, который может помочь использовать солнечную энергию. В Соединенных Штатах ученые и производители работают над расширением производства солнечной технологии на основе теллурида кадмия.Теллурид кадмия — это тип «тонкопленочного» солнечного элемента, и, как следует из названия, он намного тоньше, чем традиционный кремниевый элемент. Сегодня панели, использующие теллурид кадмия, обеспечивают около 40 процентов рынка коммунальных услуг США и около 5 процентов мирового рынка солнечной энергии. И они выиграют от встречного ветра, с которым сталкивается более широкая солнечная промышленность.

«Это очень нестабильное время, особенно для цепочки поставок кристаллического кремния в целом», — сказала Келси Госс, аналитик по солнечным исследованиям консалтинговой группы по энергетике Wood Mackenzie.«У производителей теллурида кадмия есть большой потенциал для увеличения доли рынка в следующем году». Особенно, отметила она, поскольку сектор теллурида кадмия уже расширяется.

В июне производитель солнечных батарей First Solar заявил, что инвестирует 680 миллионов долларов в третий завод по производству солнечной энергии с теллуридом кадмия на северо-западе Огайо. Когда объект будет завершен, в 2025 году компания сможет производить в этом районе солнечные панели мощностью 6 гигаватт. Этого достаточно, чтобы привести в действие около 1 миллиона американских домов.Другая солнечная компания из Огайо, Toledo Solar, недавно вышла на рынок и производит панели из теллурида кадмия для крыш жилых домов. А в июне Министерство энергетики США и его Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) запустили программу стоимостью 20 миллионов долларов для ускорения исследований и расширения цепочки поставок теллурида кадмия. Одна из целей программы — помочь изолировать рынок солнечной энергии США от глобальных ограничений предложения.

Исследователи из NREL и First Solar, ранее называвшейся Solar Cell Inc., работают вместе с начала 1990-х годов над разработкой технологии теллурида кадмия. Кадмий и теллурид являются побочными продуктами плавления цинковых руд и рафинирования меди соответственно. В то время как кремниевые пластины соединяются вместе, чтобы сделать элементы, кадмий и теллурид наносятся тонким слоем — около одной десятой диаметра человеческого волоса — на оконное стекло вместе с другими электропроводящими материалами. First Solar, в настоящее время крупнейший в мире производитель тонких пленок, поставила панели для солнечных батарей в 45 стран.

Читать далее

Почему не на каждой крыше есть солнечные батареи?

Эта технология имеет определенные преимущества перед кристаллическим кремнием, сказала ученый NREL Лорелль Мэнсфилд. Например, для тонкопленочного процесса требуется меньше материалов, чем для метода на основе пластин. Тонкопленочная технология также хорошо подходит для использования в гибких панелях, таких как те, которые закрывают рюкзаки или дроны или интегрируются в фасады зданий и окна.Важно отметить, что тонкопленочные панели лучше работают при высоких температурах, в то время как силиконовые панели могут перегреваться и становиться менее эффективными при выработке электроэнергии, сказала она.

Но кристаллический кремний имеет преимущество в других областях, например в их средней эффективности, то есть в процентном соотношении солнечного света, который панели поглощают и преобразуют в электричество. Исторически сложилось так, что кремниевые панели имели более высокий КПД, чем технология теллурида кадмия, хотя разрыв сокращается. Сегодня производимые промышленным способом силиконовые панели могут достигать КПД от 18 до 22 процентов, в то время как First Solar сообщила о средней эффективности 18 процентов для своих новейших коммерческих панелей.

Тем не менее, основная причина доминирования кремния на мировом рынке относительно проста. «Все сводится к стоимости», — сказал Госс. «Рынок солнечной энергии, как правило, в значительной степени зависит от самых дешевых технологий».

Кристаллический кремний стоит от 0,24 до 0,25 доллара на производство каждого ватта солнечной энергии, что меньше, чем у других претендентов, сказала она. First Solar заявила, что больше не сообщает о стоимости ватт для производства панелей из теллурида кадмия, а только о том, что затраты «значительно снизились» с 2015 года, когда компания сообщила о затратах в размере 0 долларов.46 на ватт — и продолжают падать с каждым годом. Относительная дешевизна кремния объясняется несколькими причинами. Поликремний в качестве сырья, который также используется в компьютерах и смартфонах, более доступен и недорог, чем поставки кадмия и теллурида. По мере увеличения масштабов производства кремниевых панелей и связанных с ними компонентов общие затраты на изготовление и установку технологии снизились. Китайское правительство также активно поддерживало и субсидировало сектор кремниевой солнечной энергии в стране — настолько, что около 80 процентов мировой цепочки поставок солнечной энергии сейчас проходит через Китай.

Падение стоимости панелей привело к мировому буму солнечной энергии. По данным Международного агентства по возобновляемой энергии, за последнее десятилетие общая установленная мощность солнечных батарей в мире увеличилась почти в десять раз — с 74 000 мегаватт в 2011 году до почти 714 000 мегаватт в 2020 году. На Соединенные Штаты приходится примерно одна седьмая от общего количества электроэнергии в мире, а солнечная энергия в настоящее время является одним из крупнейших источников новых электрических мощностей, устанавливаемых в США каждый год.

Ожидается, что стоимость ватта теллурида кадмия и других тонкопленочных технологий будет снижаться по мере расширения производства.(First Solar заявляет, что, когда откроется ее новый объект в Огайо, компания обеспечит самую низкую стоимость ватта на всем рынке солнечной энергии.) Очистить.

Марк Видмар, генеральный директор First Solar, сказал, что запланированное расширение компании стоимостью 680 миллионов долларов является частью более масштабных усилий по построению самодостаточной цепочки поставок и «отделению» солнечной энергетики США от Китая. Хотя панели из теллурида кадмия не используют поликремний, First Solar столкнулась с другими проблемами, стоящими перед отраслью, такими как вызванные пандемией отставания в отрасли морского судоходства.В апреле First Solar сообщила инвесторам, что заторы в американских портах сдерживают отгрузку панелей с ее предприятий в Азии. По словам Видмара, увеличение производства в США позволит компании использовать автомобильные и железные дороги для отправки панелей, а не грузовые суда. А существующая программа утилизации солнечных панелей позволяет компании многократно повторно использовать материалы, что еще больше снижает ее зависимость от зарубежных цепочек поставок и сырья.

По мере того, как First Solar производит панели, ученые компании и NREL продолжают тестировать и улучшать технологию теллурида кадмия.В 2019 году партнеры разработали новый подход, который включает «легирование» тонкопленочных материалов медью и хлором для достижения еще более высокой эффективности. Ранее в этом месяце NREL объявил о результатах 25-летних полевых испытаний на своем открытом объекте в Голдене, штат Колорадо. 12-панельный массив панелей из теллурида кадмия работал с 88% своей первоначальной эффективности, что является хорошим результатом для панели, которая находилась снаружи более двух десятилетий. Согласно релизу NREL, деградация «соответствует тому, что делают кремниевые системы».

Мэнсфилд, ученый NREL, сказал, что цель не состоит в том, чтобы заменить кристаллический кремний теллуридом кадмия или сделать одну технологию лучше другой. «Я думаю, что всем им есть место на рынке, и у каждого из них есть свои приложения», — сказала она. «Мы хотим, чтобы вся энергия шла на возобновляемые источники, поэтому нам действительно нужны все эти различные типы технологий для решения этой задачи».

5 новых технологий солнечной энергетики в 2021 году

За последние сорок лет в США наблюдается динамичный рост использования солнечной энергии.Не далее как в 2018 году было задействовано дополнительно 10,6 ГВт солнечной энергии, в результате чего общее потребление страны достигло 64,2 ГВт. Тем не менее, это, по-видимому, успешное дополнение по-прежнему составляет лишь 1,6% от общего объема электроэнергии, используемой в Штатах. Однако с появлением на горизонте многих новых технологий солнечной энергетики рост может быть намного больше.

Building Integrated Photovoltaics

Многие здания имеют поверхности, которые могут легко вносить вклад в солнечную энергию, не ухудшая их имиджа.Эстетическая привлекательность Building Integrated Photovoltaics (BIPV) может значительно увеличить использование солнечной энергии. Индивидуальные панели уже устанавливаются в такие архитектурные элементы, как навесы и террасы. Однако наиболее универсальным продуктом является PV-стекло.

Изготовлен из прозрачных фотоэлектрических элементов. PV-стекло закалено и пропускает дневной свет в здание, производя невидимую энергию. Это функция, которую можно легко установить при ремонте коммерческого помещения.Творческое использование солнечной энергии в архитектуре имеет много преимуществ. Неограниченный источник энергии, снижение затрат на обслуживание, улучшенная звукоизоляция и оптимизация теплового режима. Это отличный шаг к нулевому выбросу углерода.

Плавающие фотоэлектрические панели солнечных батарей

Озера и водохранилища имеют одни из самых больших имеющихся площадей, которые могут производить солнечную энергию. Основным преимуществом является то, что плавающие фотоэлектрические солнечные панели производят огромное количество энергии, не занимая при этом ценных земель или недвижимости.Первое коммерческое использование плавающих солнечных панелей было в Японии в 2007 году. В фотоэлектрических солнечных батареях обычно используется система воздушного охлаждения для предотвращения их перегрева. Но в плавучей версии было обнаружено, что вода увеличивает выработку электроэнергии на 10%.

Это произошло из-за охлаждающего эффекта воды под панелями. Стоимость обслуживания панелей плавающей системы дешевле. Это потому, что вода помогает панелям оставаться чистыми. Кроме того, управление водными ресурсами озера или водохранилища непреднамеренно становится более рентабельным.Оттенок панелей помогает значительно уменьшить чрезмерное образование водорослей. Пространство плавающих солнечных панелей резко снижает испарение воды.

Тонкопленочные солнечные элементы

Исследования показали, что солнечные элементы более эффективны, если они расположены в четырех слоях. Это позволяет им использовать до 46% солнечной энергии вместо 18% стандартных панелей. Однако этот тип панелей оказался слишком неудобным и дорогим для коммерческого использования.Решение может быть предоставлено последними инновациями в солнечной технологии. Солнечная ткань невероятно тонкая и легкая по сравнению со стандартной фотоэлектрической панелью.

Но самое главное, солнечная ткань гибкая. Его можно легко использовать на куполообразных или круглых конструкциях. Другое использование включает навесы над дверными проемами, палатки и оконные шторы. Небольшой вес делает его идеальным для покрытия больших пространств. В настоящее время эффективность солнечной ткани по улавливанию солнечной энергии составляет примерно 13%.Однако доказано, что солнечная ткань более эффективна при слабом освещении.

Солнечное освещение

Светодиодное освещение на солнечных батареях преображает улицы и тропы в США. Преимущество светодиодного солнечного освещения заключается в том, что оно работает в автономном режиме. Экономия расходов в течение как минимум двадцати пяти лет значительна. Дополнительная экономия может быть получена при установке автономного освещения. Нет необходимости использовать традиционные траншейные и кабельные системы, которые всегда дороги.Новейшие технологии в светодиодном освещении на солнечной энергии улучшили работу аккумуляторной батареи и улучшили электронику.

Системы резервного копирования сохраняют работоспособность освещения в течение нескольких дней. Эффективность значительно повышается за счет управляемой электроники. Освещение можно настроить в соответствии с любым местоположением или местными погодными условиями. Одно из главных преимуществ светодиодного солнечного освещения — общественная безопасность. Его можно использовать в местах, которые обычно недоступны или трудно приспособить к обычному освещению.Светодиодное солнечное освещение с питанием от батареек является экологичным и устойчивым.

Фотоэлектрические шумозащитные экраны

Американские шоссе покрывают шумозащитные экраны протяженностью около 3 000 миль. Их функция — уменьшить шумовое загрязнение, отводя звуковые волны туда, откуда они пришли. Шумозащитные экраны также способствуют снижению загрязнения воздуха, ограничивая распространение вредных паров. Но хотя эти барьеры защищают районы от чрезмерного шума, они также предоставляют полезное пространство для производства солнечной энергии.По оценкам, барьеры могут производить около 400 ГВт электроэнергии в год.

Инновационная разработка заключается в использовании двусторонних солнечных элементов, повышающих шансы на успешную работу в любом положении. Чтобы шумозащитные экраны подходили для использования с солнечной энергией, их необходимо правильно выровнять, чтобы эффективно использовать солнце. Наклон и ориентация панелей менее важны при использовании с двусторонними солнечными элементами. А с ориентацией восток-запад они обладают лучшим потенциалом солнечной энергии в своей многофункциональной роли.

Заключение

Солнечная энергия может легко обеспечить значительное количество недорогой экологически чистой электроэнергии. Благодаря новым технологиям и постоянному совершенствованию солнечные фотоэлектрические элементы становятся еще более универсальными. Новые технологии солнечной энергетики демонстрируют универсальность этого мощного источника энергии. Практические применения от архитектуры до уличного освещения помогают экономить энергию и расходы. Они также являются четким указанием на то, что будущее за солнечной энергией.

Автор Биография: Джон Кеохейн является владельцем JK Services , электрического подрядчика, который специализируется на солнечных панелях , и зарядных устройствах для электромобилей.

Новая солнечная технология может генерировать энергию ночью

Эта технология может стать поворотным моментом в устойчивой энергетике.Ученые десятилетиями работали над тем, чтобы сделать наш образ жизни более экологически чистым. Одним из наиболее важных аспектов этих усилий является создание надежной альтернативной энергии.

Новая солнечная технология может генерировать энергию ночью

Скотт Хантингтон | Выключить дроссель

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе объявили о новом изобретении, которое может использовать солнечную энергию в ночное время.Они опубликовали статью в ACS Photonics, в которой объяснили, как новые технологии могут использовать процесс, отличный от солнечных панелей, для круглосуточной генерации энергии. Команда, опубликовавшая эти результаты, в настоящее время работает над созданием прототипов.

Эта технология может стать поворотным моментом в устойчивой энергетике. Ученые со всего мира десятилетиями работали над тем, чтобы сделать наш образ жизни более экологически чистым. Одним из наиболее важных аспектов этих усилий является попытка создать надежную альтернативную энергию.

Ископаемое топливо по-прежнему является крупнейшим источником энергии, на его долю приходится более половины производства электроэнергии в Америке. Эти источники невозобновляемы, и при их использовании в атмосферу выбрасываются вредные загрязнители. Тем не менее, они остаются основным источником энергии в мире, в основном из-за удобства и стоимости.

Исследователи и компании в течение некоторого времени пытались перейти на возобновляемые источники энергии, но у большинства альтернатив все еще есть свои недостатки. Некоторые методы дороги или неэффективны, а хранение альтернативной энергии оказалось трудным.

Солнечное излучение является широко доступным возобновляемым источником энергии, но современные солнечные панели имеют ограниченную эффективность. Самый очевидный недостаток — они не могут вырабатывать электричество ночью. Несмотря на то, что аккумуляторы для солнечной энергии улучшаются, это ограничение также означает, что они могут не справиться с потребностями.

Технология, предложенная исследователями Калифорнийского университета в Дэвисе, может произвести революцию в солнечной энергетике. Возможность работать 24 часа в сутки значительно повысит жизнеспособность этого вида энергии.Для этого команда разрабатывает то, что они называют «анти-солнечной панелью».

Анти-солнечные панели

Как видно из названия, эти антисолнечные панели работают противоположно традиционным. В то время как текущие версии используют энергию, поступающую от солнца, антисолнечные панели используют тепло, излучаемое поверхностью Земли.

Традиционные солнечные панели используют фотоэлектрические элементы для поглощения фотонов солнечного излучения, которые затем система использует для генерации электрического заряда.Они могут поглощать это излучение, потому что они холодны по сравнению с солнцем. Поскольку тепло всегда перемещается в область с более низкой температурой, оно переходит в солнечные батареи.

Анти-солнечные панели работают по тому же основному принципу, но в обратном порядке. Ночью воздух становится холоднее, поэтому тепло излучается от поверхности Земли, которая нагревается днем, в сторону космоса. При явлении, известном как радиационное охлаждение, это тепло излучается в виде инфракрасного света, который эти новые устройства могут использовать для выработки электроэнергии.

Радиационное охлаждение уже используется в других приложениях. Исследователи изучили возможность использования этого процесса для более устойчивого охлаждения домов. Однако вместо того, чтобы перемещать тепло, чтобы сделать пространство более комфортным, антисолнечные панели собирают энергию.

Этот процесс не равен количеству энергии, произведенной в течение дня. По оценкам исследователей, эти устройства могут производить около 25% электричества, которое традиционные солнечные панели производят в течение дня. Хотя это число само по себе может показаться небольшим, оно представляет собой значительное увеличение энергии в целом, поскольку существующие системы вообще не работают в ночное время.

Анти-солнечные панели могут увеличить производство энергии солнечными фермами на 12%, говорится в документе. По мере развития технологий это число может расти. Даже если этого не произойдет, любое повышение эффективности альтернативной энергетики может быть выгодным.

Воздействие на окружающую среду

Если эти анти-солнечные панели окажутся столь же эффективными, как предполагают исследования, это может оказать значительное влияние на устойчивость. За последние несколько лет солнечная энергия стала более жизнеспособной, и эта технология может дать ей еще один толчок к практичности.

Одна из наиболее распространенных проблем с солнечной энергией в настоящее время — ее относительная ненадежность. Значительная часть этой ненадежности связана с невозможностью вырабатывать электроэнергию в ночное время. Анти-солнечные панели могут снять это беспокойство, сделав солнечную энергию более привлекательным вариантом.

Парниковые газы, производимые человеком, являются важным фактором изменения климата. По мере совершенствования альтернативной энергии, такой как солнечная, она может снизить зависимость от ископаемого топлива, защищая окружающую среду.Если солнечные панели могут работать в ночное время, компании и частные лица могут использовать их для производства большего количества энергии, которое в противном случае они могли бы использовать ископаемое топливо.

Промышленное воздействие

Ночная солнечная энергия также может повлиять на работу различных отраслей промышленности. Помимо того, что альтернативная энергия станет более практичным вариантом для предприятий, это может позволить тем, кто уже заботится об окружающей среде, расширить свою деятельность.

Некоторые компании уже могут полагаться на солнечную энергию, но из-за ее ограничений им пришлось ограничить свои процессы.Солнечные панели, которые работают даже при закате солнца, могут позволить им выполнять больше разнообразных задач.

Строительные бригады могут получить выгоду от работы в ночное время, а анти-солнечные панели позволят им делать это, не полагаясь на ископаемое топливо. С помощью этих устройств бригады могли работать в более комфортных условиях, беспокоя меньше людей, и при этом получать энергию из экологически безопасного источника.

Компаниям, использующим традиционную солнечную энергию, возможно, придется накапливать энергию для использования в ночное время, а для этого требуются высокотехнологичные и дорогие системы хранения.Анти-солнечные панели уменьшили бы потребность в этих дорогостоящих батареях.

Будущее солнечной энергии

Возможно, пройдет некоторое время, прежде чем антисолнечные панели появятся на рынке и получат широкое распространение, но они все еще обладают значительным потенциалом. Даже мелкомасштабное внедрение означает увеличение устойчивого использования энергии. Неясно, когда команда, стоящая за ними, создаст рабочий прототип, но исследования кажутся многообещающими.

Команда Калифорнийского университета в Дэвисе — не единственная группа, которая занимается этой технологией.В ноябре 2019 года исследователи Стэнфордского университета опубликовали статью, посвященную аналогичным выводам. Поскольку несколько групп людей исследуют возможность использования солнечной энергии в ночное время, эта технология может стать доступной раньше, чем ожидалось.

По крайней мере, анти-солнечные панели могут служить переходной технологией. Хотя энергия, которую они вырабатывают, не равна дневным солнечным панелям, компании могут воспользоваться ее преимуществами, пока не появятся более эффективные устройства.

По-прежнему существует неопределенность в отношении жизнеспособности возобновляемых источников энергии, но подобные открытия приближают мир к устойчивому будущему.На данный момент, благодаря анти-солнечным панелям и другим усовершенствованным технологиям, будущее солнечной энергетики выглядит радужным.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

Комментарии (0)

Эта запись не имеет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Электрик PowerPod 2

Electriq PowerPod 2 — это полностью интегрированная домашняя система хранения, управления и мониторинга энергии, работающая от батарей LFP.Этот высокопроизводительный продукт, не содержащий кобальта, включает гибридный инвертор солнечно-аккумуляторной батареи, управляемый интеллектуальным программным обеспечением. PowerPod 2 обеспечивает резервное питание и может самостоятельно потреблять или экспортировать избыточную мощность обратно в сеть.

Темная сторона солнечной энергии

Сейчас солнечные времена для солнечной энергетики. В США домашние установки солнечных панелей полностью оправились от спада Covid, и аналитики прогнозируют, что общая установленная мощность превысит 19 гигаватт по сравнению с 13 гигаваттами на конец 2019 года.Согласно данным отраслевых исследований, в ближайшие 10 лет это число может увеличиться в четыре раза. И это даже без учета дальнейшего воздействия возможных новых правил и стимулов, введенных дружественной к окружающей среде администрацией Байдена.

Устойчивость к пандемии

Solar в значительной степени обусловлена ​​налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику, который покрывает 26% расходов, связанных с солнечной батареей, для всех жилых и коммерческих потребителей (только по сравнению с 30% в 2006-2019 годах). После 2023 года налоговая скидка снизится до 10% для коммерческих установщиков и полностью исчезнет для покупателей жилья.Следовательно, в ближайшие месяцы продажи солнечной энергии, вероятно, вырастут еще больше, поскольку покупатели будут стремиться заработать, пока они еще могут это сделать.

Налоговые субсидии — не единственная причина солнечного взрыва. Эффективность преобразования панелей улучшалась на целых 0,5% каждый год в течение последних 10 лет, даже несмотря на то, что производственные затраты (и, следовательно, цены) резко снизились, благодаря нескольким волнам производственных инноваций, в основном за счет доминирующих в отрасли китайских производителей панелей. . Для конечного потребителя это означает гораздо более низкие первоначальные затраты на киловатт произведенной энергии.

Это отличная новость не только для отрасли, но и для всех, кто осознает необходимость перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии во имя будущего нашей планеты. Но есть серьезная оговорка, о которой говорят очень немногие.

Панели, панели повсюду

Экономические стимулы быстро меняются, чтобы побудить клиентов менять свои существующие панели на более новые, дешевые и более эффективные модели. В отрасли, где решения по круговороту, такие как переработка, остаются крайне неадекватными, огромный объем выброшенных панелей вскоре создаст риск экзистенциально разрушительных размеров.

Разумеется, это не та история, которую можно получить из официальных промышленных и государственных источников. Официальные прогнозы Международного агентства по возобновляемой энергии (IRENA) утверждают, что «к началу 2030-х годов ожидается большое количество отходов в год», а к 2050 году они могут составить 78 миллионов тонн. Это, несомненно, ошеломляющая сумма. Но поскольку на подготовку так много лет, он описывает возможность на миллиард долларов для повторного захвата ценных материалов, а не страшную угрозу. Угроза скрыта тем фактом, что прогнозы IRENA основаны на том, что клиенты будут держать свои панели на месте в течение всего 30-летнего жизненного цикла.Они не учитывают возможность повсеместной ранней замены.

Наше исследование подтверждает. Используя реальные данные из США, мы смоделировали стимулы, влияющие на решения потребителей о замене при различных сценариях. Мы предположили, что при принятии решения о замене особенно важны три переменных: цена установки, ставка компенсации (то есть текущая ставка за солнечную энергию, продаваемую в сеть) и эффективность модуля. Если стоимость продажи достаточно низка, а эффективность и уровень компенсации достаточно высоки, мы полагаем, что рациональные потребители сделают переход, независимо от того, прослужили ли их существующие панели полные 30 лет.

В качестве примера рассмотрим гипотетического потребителя (назовем ее «мисс Браун»), проживающего в Калифорнии, который установил солнечные панели в своем доме в 2011 году. Теоретически она могла бы держать панели на месте в течение 30 лет, то есть до 2041 года. На момент установки общая стоимость составила 40 800 долларов США, 30% из которых подлежали налоговому вычету благодаря налоговой льготе для инвестиций в солнечную энергетику. В 2011 году г-жа Браун могла рассчитывать произвести 12 000 киловатт энергии с помощью своих солнечных батарей, или примерно на 2100 долларов электроэнергии.Каждый следующий год эффективность ее панели снижается примерно на один процент из-за деградации модуля.

А теперь представьте, что в 2026 году, на полпути жизненного цикла своего оборудования, г-жа Браун снова начнет рассматривать свои варианты использования солнечной энергии. Она слышала, что панели последнего поколения дешевле и эффективнее, и когда она делает домашнее задание, она обнаруживает, что это действительно так. Исходя из текущих прогнозов, г-жа Браун к 2026 году обнаружит, что расходы, связанные с покупкой и установкой солнечных панелей, упали на 70% по сравнению с 2011 годом.Более того, панели нового поколения будут приносить 2800 долларов годового дохода, что на 700 долларов больше, чем у ее существующей системы, когда она была новой. В целом, модернизация ее панелей сейчас, а не ожидание еще 15 лет, увеличит (чистую приведенную стоимость) NPV ее солнечной установки более чем на 3000 долларов в долларах 2011 года. Если г-жа Браун будет рациональным актером, она выберет раннюю замену. И если бы она была особенно проницательной в денежных вопросах, она бы пришла к такому решению еще раньше — наши расчеты для сценария г-жи Браун показывают, что чистая приведенная стоимость замещения превысит показатель удержания панели, начиная с 2021 года.

Если ранние замены произойдут, как предсказывает наша статистическая модель, они могут произвести в 50 раз больше отходов всего за четыре года, чем ожидает IRENA. Эта цифра соответствует примерно 315 000 метрических тонн отходов, исходя из оценки отношения веса к мощности 90 тонн на МВт.

Какими бы тревожными ни были эти статистические данные, возможно, они не полностью отражают кризис, поскольку наш анализ ограничен жилыми установками. Если добавить в картину коммерческие и промышленные панели, масштабы замен могут быть намного, намного больше.

Высокая стоимость солнечного мусора

Нынешние производственные мощности отрасли крайне не готовы к потоку отходов, который может произойти. Финансовые стимулы для инвестиций в переработку вторичного сырья никогда не были очень сильными в солнечной энергии. В то время как панели содержат небольшое количество ценных материалов, таких как серебро, в основном они сделаны из стекла, крайне дешевого материала. Длительный срок службы солнечных панелей также сдерживает инновации в этой области.

В результате бум производства солнечной энергии превратил инфраструктуру утилизации в пыль.Чтобы дать вам некоторое представление, First Solar — единственный известный нам производитель панелей в США с действующей инициативой по переработке, которая распространяется только на собственные продукты компании с глобальной производительностью двух миллионов панелей в год. При нынешних мощностях переработка одной панели обходится примерно в 20-30 долларов. Отправка той же панели на свалку обойдется всего в 1-2 доллара.

Однако прямые затраты на переработку являются лишь частью бремени, связанного с окончанием срока службы. Панели — это хрупкие, громоздкие элементы оборудования, обычно устанавливаемые на крышах жилых домов.Чтобы их отсоединить и удалить, требуется специальный персонал, чтобы они не разлетелись вдребезги, прежде чем попасть на грузовик. Кроме того, некоторые правительства могут классифицировать солнечные панели как опасные отходы из-за небольшого количества тяжелых металлов (кадмия, свинца и т. Д.), Которые они содержат. Эта классификация влечет за собой ряд дорогостоящих ограничений — опасные отходы можно перевозить только в определенное время и по выбранным маршрутам и т. Д.

Совокупность этих непредвиденных затрат может подорвать конкурентоспособность отрасли.Если мы построим график будущих установок в соответствии с кривой логистического роста до 700 ГВт к 2050 году (расчетный потолок NREL для рынка жилой недвижимости США) вместе с кривой раннего замещения, мы увидим, что объем отходов превысит объем новых установок к 2031 году. К 2035 году списанные панели превысят количество проданных новых единиц в 2,56 раза. В свою очередь, это приведет к катапультированию LCOE (приведенная стоимость энергии, мера общей стоимости объекта по производству энергии в течение его срока службы) в четыре раза по сравнению с текущим прогнозом.Экономика солнечной энергии — такая яркая с точки зрения 2021 года — быстро потемнеет, поскольку отрасль утонет под тяжестью собственного мусора.

Кто оплачивает счет?

Почти наверняка регулирующие органы будут решать, кто будет нести расходы по очистке. Поскольку в ближайшие несколько лет будут накапливаться отходы первой волны досрочной замены, правительство США — начиная с штатов, но, несомненно, перерастает в федеральный уровень — введет закон об утилизации солнечных панелей.Вероятно, будущие правила в США будут следовать модели Директивы Европейского союза WEEE, правовой основы для переработки и утилизации электронных отходов в странах-членах ЕС. Штаты США, которые приняли закон об утилизации электроники, в основном придерживаются модели WEEE. (В 2014 году в Директиву были внесены поправки, включающие солнечные батареи.) В ЕС ответственность за переработку прошлых (исторических) отходов была распределена между производителями на основе текущей доли рынка.

Первым шагом к предупреждению катастрофы может стать немедленное лоббирование аналогичного законодательства в Соединенных Штатах производителями солнечных батарей, вместо того, чтобы ждать, пока солнечные батареи начнут засорять свалки. Исходя из нашего опыта разработки и внедрения новой редакции первоначальной Директивы WEEE в конце 2000-х годов, мы обнаружили, что одной из самых больших проблем в те первые годы было возложение ответственности за огромное количество накопленных отходов, производимых компаниями, которые больше не занимаются электроникой (так что называется сиротскими отходами).

В случае солнечной энергии проблема усугубляется новыми правилами Пекина, которые сокращают субсидии для производителей солнечных панелей, одновременно увеличивая обязательные конкурсные торги для новых солнечных проектов. В отрасли, где доминируют китайские игроки, это увеличивает фактор неопределенности. При уменьшении поддержки со стороны центрального правительства возможно, что некоторые китайские производители выпадут с рынка. Одна из причин продвигать законодательство сейчас, а не позже, заключается в том, чтобы гарантировать, что ответственность за переработку неизбежной первой волны отходов справедливо распределяется между производителями соответствующего оборудования.Если закон будет принят слишком поздно, оставшиеся игроки могут быть вынуждены разобраться с дорогостоящим беспорядком, который оставили после себя бывшие китайские производители.

Но, прежде всего, необходимо создать необходимые мощности по переработке солнечных панелей как часть комплексной инфраструктуры по окончании срока службы, которая также включает демонтаж, транспортировку и (в то же время) соответствующие хранилища для солнечных отходов. Если даже самые оптимистичные из наших прогнозов о досрочной замене окажутся точными, у компаний может не хватить времени, чтобы выполнить это в одиночку.Государственные субсидии, вероятно, являются единственным способом быстрого развития потенциала, соизмеримого с масштабами надвигающейся проблемы с отходами. Корпоративные лоббисты могут привести убедительные доводы в пользу вмешательства правительства, основываясь на идее, что отходы — это отрицательный внешний эффект быстрых инноваций, необходимых для повсеместного внедрения новых энергетических технологий, таких как солнечная энергия. Стоимость создания инфраструктуры для солнечной энергии с истекшим сроком эксплуатации является неотъемлемой частью пакета НИОКР, который сопровождает поддержку зеленой энергии.

Это не просто солнечная энергия

Та же проблема нависла над другими технологиями возобновляемой энергии. Например, за исключением значительного увеличения производственных мощностей, эксперты ожидают, что в течение следующих 20 лет на свалки в США окажется огромное количество лопастей ветряных турбин на сумму более 720 000 тонн. Согласно преобладающим оценкам, в настоящее время перерабатывается только пять процентов аккумуляторов электромобилей — отставание, которое автопроизводители стремятся исправить, поскольку показатели продаж электромобилей продолжают расти на 40% в годовом исчислении.Единственное существенное различие между этими зелеными технологиями и солнечными батареями заключается в том, что последние служат источником дохода для потребителя. Таким образом, для масштабного внедрения должны быть удовлетворены два отдельных участника, стремящихся к прибыли — производители панелей и конечный потребитель.

***

Ничто из этого не должно вызывать серьезных сомнений в отношении будущего или необходимости возобновляемых источников энергии. Наука бесспорна: если мы будем продолжать полагаться на ископаемое топливо в той мере, в какой мы это делаем сейчас, то будущим поколениям будет передана поврежденная, если не умирающая планета.По сравнению со всем, что мы можем выиграть или потерять, четыре десятилетия или около того, чтобы экономика солнечной энергии стабилизировалась до такой степени, что потребители не будут чувствовать себя обязанными сокращать жизненный цикл своих панелей, кажутся решительно малыми.