Estat actual de la tecnologia fotovoltaica global
El desenvolupament de les energies renovables s'ha convertit en una prioritat global per abordar la transició energètica i combatre el canvi climàtic. Entre les tecnologies renovables, la generació d'energia fotovoltaica (FV) ha experimentat un ràpid creixement en els darrers anys, emergint com una font d'energia neta, baixa en carboni i competitiva en costos en molts països. Només el 2020, el món va afegir 127 GW de nova capacitat fotovoltaica, cosa que va elevar la capacitat total instal·lada a 707 GW.
Les cèl·lules solars de silici cristal·lí dominen, amb les tecnologies emergents guanyant força.
Les cèl·lules fotovoltaiques, el component principal de la indústria solar, es classifiquen per materials i processos en tipus com ara silici cristal·lí, pel·lícula fina, perovskita i cèl·lules orgàniques. Les cèl·lules de silici cristal·lí, conegudes per la seva alta eficiència de conversió, l'abundant disponibilitat de matèries primeres i la seguretat ambiental, continuen sent la tecnologia principal en la producció a gran escala.
L'adopció generalitzada de la tecnologia PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) ha impulsat significativament l'eficiència de les cel·les de silici cristal·lí en els darrers anys. Simultàniament, tecnologies emergents com les cel·les de perovskita s'han convertit en un tema de recerca candent a nivell mundial. Aquestes cel·les estan aconseguint eficiències de conversió de laboratori comparables al silici cristal·lí, i tot i que la seva industrialització progressa, persisteixen els reptes per ampliar-les i garantir l'estabilitat a llarg termini.
Sistemes fotovoltaics millorats i aplicacions diversificades.
Els sistemes fotovoltaics estan avançant en precisió i escalabilitat. L'adopció de sistemes de 1.500 V supera ara l'antic estàndard de 1.000 V, millorant la seguretat i la fiabilitat de la xarxa alhora que millora la qualitat de la generació d'energia. Les aplicacions integrades com ara "PV + agricultura", "PV + aqüicultura" i "PV + arquitectura" estan ampliant el seu abast. Innovacions com les microxarxes i les xarxes intel·ligents estan integrant encara més l'energia fotovoltaica amb la infraestructura elèctrica tradicional.
Tendències en la tecnologia fotovoltaica global
Els països de tot el món estan accelerant la innovació al llarg de la cadena de valor fotovoltaica com a mesura estratègica per fomentar les indústries emergents. Els esforços se centren en l'avanç dels materials, la fabricació i les aplicacions dels sistemes per reduir els costos i millorar la competitivitat.
Els components fotovoltaics bàsics estan evolucionant cap a una major eficiència i uns costos més baixos.
Les cèl·lules de silici cristal·lí, amb un ecosistema industrial ben establert, continuaran dominant la producció. Les millores futures se centraran en una major eficiència de conversió, una reducció del consum de materials i energia i uns costos de fabricació més baixos. Tecnologies com la perovskita i les cèl·lules solars en tàndem representen la propera frontera, amb inversions substancials destinades a millorar el rendiment i l'estabilitat dels dispositius. Un cop resolts els problemes d'aplicació i fiabilitat a gran escala, s'espera que les cèl·lules de perovskita redefineixin el panorama del mercat fotovoltaic.
Ampliació d'escenaris d'aplicació per a la tecnologia fotovoltaica.
Els països estan adaptant les aplicacions fotovoltaiques a les seves condicions úniques, promovent desenvolupaments com la fotovoltaica integrada en edificis (BIPV), les granges solars flotants, l'agricultura integrada amb fotovoltaica i els garatges solars. La recerca relacionada posa èmfasi en productes especialitzats, tecnologies de control integrat i sinergies operatives per millorar la versatilitat i el rendiment.
Desenvolupament de la tecnologia fotovoltaica a la Xina
Durant el XIII Pla Quinquennal, la tecnologia fotovoltaica xinesa va avançar significativament, impulsada per la ràpida expansió de la indústria. Els components clau, com ara les cèl·lules i els mòduls fotovoltaics, van assolir unes capacitats de producció líders a nivell mundial, mentre que els equips de fabricació van progressar cap a la plena localització. La integració de tecnologies intel·ligents en els sistemes fotovoltaics ha optimitzat encara més el rendiment.
Tecnologies de cèl·lules i mòduls fotovoltaics de classe mundial.
Al final del XIII Pla Quinquennal, la Xina havia fet la transició de les cel·les tradicionals amb suport d'alumini policristal·lí a cel·les PERC monocristal·lines avançades. L'eficiència de conversió mitjana de les cel·les de silici cristal·lí va augmentar del 18,5% a l'inici del període al 22,8%, cosa que reflecteix un salt endavant en la tecnologia de producció.
Les tecnologies emergents com TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction) i IBC (Interdigitated Back Contact) estan cada cop més industrialitzades, i les empreses xineses han establert repetidament rècords mundials d'eficiència productiva. De la mateixa manera, els avenços en la tecnologia de la perovskita han permès als investigadors xinesos igualar els líders mundials en rècords d'eficiència de laboratori, amb un progrés continu cap a la comercialització.
Equipament de fabricació localitzat i avançat.
Els equips de fabricació fotovoltaica de la Xina han passat de la producció de gamma baixa a la de gamma alta. L'alta personalització, l'automatització i la digitalització estan transformant el sector en una potència de fabricació intel·ligent. Els components clau com les oblies, les cel·les i els mòduls de polisilici ara es produeixen predominantment amb tecnologia nacional.
Sistemes fotovoltaics més intel·ligents i eficients.
Les noves tecnologies, com ara els sistemes de seguiment i els dissenys de 1.500 V, estan augmentant la potència de sortida dels sistemes fotovoltaics. Els robots intel·ligents, els drons, l'anàlisi de big data i les tecnologies de comunicació avançades s'utilitzen àmpliament per al funcionament i el manteniment del sistema, cosa que millora encara més el rendiment.
Tendències en la tecnologia fotovoltaica de la Xina
Com a mercat fotovoltaic més gran del món, la Xina juga un paper fonamental en la incubació i l'aplicació de noves tecnologies solars. De cara al futur, el país pretén liderar la innovació global en tecnologies fotovoltaiques industrialitzades.
Major eficiència per a les cèl·lules fotovoltaiques.
Les cèl·lules de silici cristal·lí mantindran el seu domini, i la tecnologia PERC continuarà evolucionant. Les cèl·lules de silici cristal·lí de tipus N, que utilitzen la tecnologia TOPCon o HJT, estan a punt de convertir-se en la propera opció principal un cop maduri el seu equilibri cost-eficiència. Les cèl·lules d'alt rendiment com la perovskita i les cèl·lules en tàndem impulsaran més avenços en l'eficiència a mesura que progressi la industrialització.
Mòduls millorats amb doble prioritat: eficiència i fiabilitat.
Tecnologies com els mòduls de mitja cel·la, enquadernats i multibarra tindran una adopció més àmplia. Es preveu que els mòduls bifacials, que ofereixen una generació d'energia més alta, esdevinguin una pràctica habitual, amb el suport de nous materials i tècniques d'encapsulació que milloren la durabilitat.
Sistemes fotovoltaics més intel·ligents i diversos.
Els inversors evolucionaran cap a capacitats de potència més elevades, operacions intel·ligents i una integració perfecta amb l'emmagatzematge d'energia. Les innovacions en BIPV i altres noves aplicacions obriran oportunitats addicionals per al desenvolupament de la fotovoltaica, maximitzant el seu potencial en diversos escenaris.
