Актуално състояние на глобалната фотоволтаична технология
Развитието на възобновяемата енергия се превърна в глобален приоритет за справяне с енергийния преход и борбата с изменението на климата. Сред технологиите за възобновяема енергия, производството на фотоволтаична (PV) енергия отбеляза бърз растеж през последните години, утвърждавайки се като чист, нисковъглероден и конкурентен по отношение на разходите енергиен източник в много страни. Само през 2020 г. светът добави 127 GW нови фотоволтаични мощности, с което общият инсталиран капацитет достигна 707 GW.
Кристалните силициеви слънчеви клетки доминират, като нововъзникващите технологии набират скорост.
Фотоволтаичните клетки, основният компонент на слънчевата индустрия, се категоризират по материали и процеси в видове като кристален силициев диоксид, тънкослойни, перовскитни и органични клетки. Кристалните силициеви клетки, известни с високата си ефективност на преобразуване, изобилната наличност на суровини и екологичната безопасност, остават основната технология в мащабното производство.
Широкото разпространение на технологията PERC (пасивиран емитер и задна клетка) значително повиши ефективността на кристалните силициеви клетки през последните години. Едновременно с това, нововъзникващи технологии като перовскитните клетки се превърнаха в гореща изследователска тема в световен мащаб. Тези клетки постигат лабораторна ефективност на преобразуване, сравнима с кристалния силиций, и въпреки че индустриализацията им напредва, остават предизвикателства при мащабирането и осигуряването на дългосрочна стабилност.
Подобрени фотоволтаични системи и разнообразни приложения.
Фотоволтаичните системи се развиват по отношение на прецизност и мащабируемост. Въвеждането на 1500V системи вече надминава по-стария стандарт от 1000V, подобрявайки безопасността и надеждността на мрежата, като същевременно повишава качеството на производството на електроенергия. Интегрирани приложения като „PV + земеделие“, „PV + аквакултури“ и „PV + архитектура“ разширяват обхвата си. Иновации като микромрежи и интелигентни мрежи допълнително интегрират фотоволтаичната енергия с традиционната електрическа инфраструктура.
Тенденции в глобалните фотоволтаични технологии
Страните по света ускоряват иновациите в цялата верига за създаване на стойност във фотоволтаичната индустрия като стратегически ход за насърчаване на развиващите се индустрии. Усилията са насочени към усъвършенстване на материалите, производството и системните приложения, за да се намалят разходите и да се повиши конкурентоспособността.
Основните фотоволтаични компоненти се развиват към по-висока ефективност и по-ниски разходи.
Кристалните силициеви клетки, с добре установена индустриална екосистема, ще продължат да доминират в производството. Бъдещите подобрения ще се фокусират върху по-висока ефективност на преобразуване, намалено потребление на материали и енергия и по-ниски производствени разходи. Технологии като перовскитни и тандемни слънчеви клетки представляват следващата граница, със значителни инвестиции, насочени към подобряване на производителността и стабилността на устройствата. След като проблемите с мащабното приложение и надеждността бъдат решени, се очаква перовскитните клетки да предефинират пейзажа на пазара на фотоволтаични системи.
Разширяване на сценариите за приложение на фотоволтаичната технология.
Държавите адаптират фотоволтаичните приложения към своите уникални условия, насърчавайки разработки като интегрирани в сгради фотоволтаици (BIPV), плаващи слънчеви паркове, интегрирано с фотоволтаици земеделие и слънчеви навеси за автомобили. Свързаните изследвания наблягат на специализирани продукти, интегрирани технологии за управление и оперативни синергии за повишаване на гъвкавостта и производителността.
Развитие на фотоволтаичните технологии в Китай
По време на 13-ия петгодишен план, фотоволтаичната технология в Китай се разви значително, водена от бързото разрастване на индустрията. Ключови компоненти като фотоволтаични клетки и модули постигнаха водещи производствени възможности в световен мащаб, докато производственото оборудване напредна към пълна локализация. Интегрирането на интелигентни технологии във фотоволтаичните системи допълнително оптимизира производителността.
Технологии за фотоволтаични клетки и модули от световна класа.
Към края на 13-ия петгодишен план Китай премина от традиционни поликристални клетки с алуминиев гръб към усъвършенствани монокристални PERC клетки. Средната ефективност на преобразуване на кристалните силициеви клетки се увеличи от 18,5% в началото на периода до 22,8%, което отразява скок напред в производствените технологии.
Нововъзникващи технологии като TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction) и IBC (Interdigitated Back Contact) се индустриализират все повече, като китайските предприятия многократно поставят световни рекорди за производствена ефективност. По подобен начин, напредъкът в перовскитната технология позволи на китайските изследователи да се изравнят със световните лидери по отношение на лабораторната ефективност, като се наблюдава непрекъснат напредък към комерсиализация.
Локализирано и модерно производствено оборудване.
Оборудването за производство на фотоволтаични системи в Китай се е изместило от нисък към висок клас производство. Високата степен на персонализиране, автоматизация и дигитализация трансформират сектора в интелигентен производствен гигант. Ключови компоненти като полисилициеви пластини, клетки и модули сега се произвеждат предимно с местни технологии.
По-интелигентни и по-ефективни фотоволтаични системи.
Новите технологии, включително системи за проследяване и 1500V конструкции, увеличават мощността на фотоволтаичните системи. Интелигентни роботи, дронове, анализ на големи данни и усъвършенствани комуникационни технологии се използват широко за работа и поддръжка на системите, което допълнително подобрява производителността.
Тенденции във фотоволтаичните технологии в Китай
Като най-големият пазар на фотоволтаични системи в света, Китай играе ключова роля в разработването и прилагането на нови слънчеви технологии. В бъдеще страната се стреми да бъде лидер в световните иновации в индустриализираните фотоволтаични технологии.
По-висока ефективност на фотоволтаичните клетки.
Кристалните силициеви клетки ще запазят господството си, като PERC технологията продължава да се развива. Кристалните силициеви клетки от N-тип, използващи TOPCon или HJT технология, са готови да се превърнат в следващия масов вариант, след като балансът им между цена и ефективност узрее. Високопроизводителни клетки като перовскитни и тандемни клетки ще доведат до по-нататъшни пробиви в ефективността с напредването на индустриализацията.
Подобрени модули с двоен приоритет: ефективност и надеждност.
Технологии като полуклетъчни, шинджени и многошинни модули ще получат по-широко приложение. Очаква се двустранните модули, предлагащи по-високо производство на енергия, да станат масови, подкрепени от нови материали за капсулиране и техники, които подобряват издръжливостта.
По-интелигентни, по-разнообразни фотоволтаични системи.
Инверторите ще се развиват към по-висок капацитет на мощност, интелигентни операции и безпроблемна интеграция със системи за съхранение на енергия. Иновациите в BIPV (биполярни фотоволтаични системи) и други нови приложения ще отключат допълнителни възможности за развитие на фотоволтаичните системи, като максимизират потенциала им в различни сценарии.
