Trenutno stanje globalne fotonaponske tehnologije
Razvoj obnovljivih izvora energije postao je globalni prioritet u rješavanju energetske tranzicije i borbi protiv klimatskih promjena. Među obnovljivim tehnologijama, proizvodnja fotonaponske (PV) energije doživjela je brz rast posljednjih godina, pojavljujući se kao čist, niskougljični i cjenovno konkurentan izvor energije u mnogim zemljama. Samo u 2020. godini, svijet je dodao 127 GW novih PV kapaciteta, čime je ukupni instalirani kapacitet dostigao 707 GW.
Kristalne silicijumske solarne ćelije dominiraju, a nove tehnologije dobijaju na značaju.
Fotonaponske ćelije, osnovna komponenta solarne industrije, kategorizirane su prema materijalima i procesima u tipove poput kristalnog silicija, tankoslojnih, perovskitnih i organskih ćelija. Kristalne silicijumske ćelije, poznate po svojoj visokoj efikasnosti konverzije, obilnoj dostupnosti sirovina i ekološkoj sigurnosti, ostaju glavna tehnologija u proizvodnji velikih razmjera.
Široko rasprostranjena primjena PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) tehnologije značajno je povećala efikasnost kristalnih silicijumskih ćelija posljednjih godina. Istovremeno, nove tehnologije poput perovskitnih ćelija postale su vruća istraživačka tema širom svijeta. Ove ćelije postižu efikasnost laboratorijske konverzije uporedivu sa kristalnim silicijumom, i dok njihova industrijalizacija napreduje, izazovi u povećanju skale i osiguravanju dugoročne stabilnosti ostaju.
Poboljšani PV sistemi i raznolike primjene.
Fotonaponski sistemi napreduju u preciznosti i skalabilnosti. Usvajanje sistema od 1.500 V sada prevazilazi stariji standard od 1.000 V, poboljšavajući sigurnost i pouzdanost mreže, a istovremeno poboljšavajući kvalitet proizvodnje energije. Integrisane aplikacije kao što su „PV + poljoprivreda“, „PV + akvakultura“ i „PV + arhitektura“ se šire po obimu. Inovacije poput mikromreža i pametnih mreža dodatno integrišu PV energiju sa tradicionalnom elektroenergetskom infrastrukturom.
Trendovi u globalnoj fotonaponskoj tehnologiji
Zemlje širom svijeta ubrzavaju inovacije u cijelom lancu vrijednosti fotonaponske energije kao strateški potez za podsticanje industrija u nastajanju. Napori se fokusiraju na unapređenje materijala, proizvodnje i sistemskih primjena kako bi se smanjili troškovi i povećala konkurentnost.
Osnovne PV komponente se razvijaju ka većoj efikasnosti i nižim troškovima.
Kristalne silicijumske ćelije, sa dobro uspostavljenim industrijskim ekosistemom, nastavit će dominirati proizvodnjom. Buduća poboljšanja će se fokusirati na veću efikasnost konverzije, smanjenu potrošnju materijala i energije i niže troškove proizvodnje. Tehnologije poput perovskitnih i tandemskih solarnih ćelija predstavljaju sljedeću granicu, sa značajnim ulaganjima usmjerenim na poboljšanje performansi i stabilnosti uređaja. Nakon što se riješe problemi primjene velikih razmjera i pouzdanosti, očekuje se da će perovskitne ćelije redefinirati pejzaž PV tržišta.
Proširivanje scenarija primjene za PV tehnologiju.
Zemlje prilagođavaju fotonaponske primjene svojim jedinstvenim uvjetima, promovirajući razvoje poput fotonaponskih sistema integriranih u zgrade (BIPV), plutajućih solarnih farmi, poljoprivrede integrirane u fotonaponske sisteme i solarnih nadstrešnica za automobile. Srodna istraživanja naglašavaju specijalizirane proizvode, integrirane tehnologije upravljanja i operativne sinergije kako bi se poboljšala svestranost i performanse.
Razvoj fotonaponske tehnologije u Kini
Tokom perioda 13. petogodišnjeg plana, kineska fotonaponska tehnologija je značajno napredovala, vođena brzim širenjem industrije. Ključne komponente poput fotonaponskih ćelija i modula dostigle su vodeće proizvodne kapacitete na globalnom nivou, dok je proizvodna oprema napredovala ka potpunoj lokalizaciji. Integracija inteligentnih tehnologija u fotonaponske sisteme dodatno je optimizirala performanse.
Tehnologije fotonaponskih ćelija i modula svjetske klase.
Do kraja 13. petogodišnjeg plana, Kina je prešla sa tradicionalnih ćelija sa polikristalnom aluminijumskom poleđinom na napredne monokristalne PERC ćelije. Prosječna efikasnost konverzije kristalnih silicijumskih ćelija porasla je sa 18,5% na početku perioda na 22,8%, što odražava napredak u proizvodnoj tehnologiji.
Nove tehnologije poput TOPCon-a (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT-a (Heterojunkcija) i IBC-a (Interdigitated Back Contact) sve se više industrijaliziraju, a kineska preduzeća neprestano postavljaju svjetske rekorde u efikasnosti proizvodnje. Slično tome, napredak u perovskitnoj tehnologiji omogućio je kineskim istraživačima da se izjednače sa svjetskim liderima u efikasnosti laboratorija, uz kontinuirani napredak ka komercijalizaciji.
Lokalizirana i napredna proizvodna oprema.
Kineska oprema za proizvodnju fotonaponskih panela prešla je s niže na višu razinu proizvodnje. Visoka razina prilagodbe, automatizacije i digitalizacije transformiraju sektor u inteligentnu proizvodnu silu. Ključne komponente poput polisilicijskih pločica, ćelija i modula sada se pretežno proizvode domaćom tehnologijom.
Pametniji i efikasniji PV sistemi.
Nove tehnologije, uključujući sisteme za praćenje i dizajne od 1.500 V, povećavaju izlaznu snagu fotonaponskih sistema. Inteligentni roboti, dronovi, analiza velikih podataka i napredne komunikacijske tehnologije se široko koriste za rad i održavanje sistema, dodatno poboljšavajući performanse.
Trendovi u kineskoj fotonaponskoj tehnologiji
Kao najveće svjetsko tržište fotonaponskih sistema, Kina igra ključnu ulogu u inkubaciji i primjeni novih solarnih tehnologija. U budućnosti, zemlja ima za cilj da predvodi globalne inovacije u industrijaliziranim fotonaponskim tehnologijama.
Veća efikasnost fotonaponskih ćelija.
Kristalne silicijumske ćelije će zadržati dominaciju, s PERC tehnologijom koja će se nastaviti razvijati. Kristalne silicijumske ćelije N-tipa, koje koriste TOPCon ili HJT tehnologiju, spremne su da postanu sljedeća glavna opcija kada se postigne ravnoteža između troškova i efikasnosti. Visokoperformansne ćelije poput perovskitnih i tandemskih ćelija će dovesti do daljnjih napredaka u efikasnosti kako industrijalizacija bude napredovala.
Poboljšani moduli sa dvostrukim prioritetima: efikasnost i pouzdanost.
Tehnologije poput polućelijskih, šindrastih i višesabirničkih modula doživjet će širu primjenu. Očekuje se da će dvofazni moduli, koji nude veću proizvodnju energije, postati uobičajeni, podržani novim materijalima i tehnikama enkapsulacije koje poboljšavaju izdržljivost.
Pametniji, raznovrsniji PV sistemi.
Inverteri će se razvijati prema većim kapacitetima snage, inteligentnom radu i besprijekornoj integraciji sa skladištenjem energije. Inovacije u BIPV-u i drugim novim primjenama će otvoriti dodatne mogućnosti za razvoj fotonaponske energije, maksimizirajući njen potencijal u različitim scenarijima.
