Aktuální stav globální fotovoltaické technologie
Rozvoj obnovitelných zdrojů energie se stal globální prioritou při řešení energetické transformace a boje proti změně klimatu. Mezi technologiemi obnovitelných zdrojů energie zaznamenala v posledních letech rychlý růst výroba energie z fotovoltaiky (FV) a v mnoha zemích se stala čistým, nízkouhlíkovým a cenově konkurenceschopným zdrojem energie. Jen v roce 2020 se na světě zvýšila kapacita FV 127 GW, čímž se celková instalovaná kapacita zvýšila na 707 GW.
Krystalické křemíkové solární články dominují a na popularitě získávají i nově vznikající technologie.
Fotovoltaické články, klíčová součást solárního průmyslu, se podle materiálů a procesů dělí na typy, jako je krystalický křemík, tenkovrstvé, perovskitové a organické články. Krystalické křemíkové články, známé svou vysokou účinností konverze, bohatou dostupností surovin a šetrností k životnímu prostředí, zůstávají hlavní technologií ve velkovýrobě.
Široké rozšíření technologie PERC (pasivovaný emitor a zadní článek) v posledních letech výrazně zvýšilo účinnost krystalických křemíkových článků. Současně se nově vznikající technologie, jako jsou perovskitové články, staly celosvětově žhavým tématem výzkumu. Tyto články dosahují laboratorní konverzní účinnosti srovnatelné s krystalickým křemíkem a přestože jejich industrializace postupuje, přetrvávají výzvy v oblasti škálování a zajištění dlouhodobé stability.
Vylepšené fotovoltaické systémy a diverzifikované aplikace.
Fotovoltaické systémy se vyvíjejí v přesnosti a škálovatelnosti. Zavedení systémů s napětím 1 500 V nyní překonává starší standard 1 000 V, čímž zlepšuje bezpečnost a spolehlivost sítě a zároveň zvyšuje kvalitu výroby energie. Integrované aplikace, jako například „FV + zemědělství“, „FV + akvakultura“ a „FV + architektura“, se rozšiřují. Inovace, jako jsou mikrosítě a inteligentní sítě, dále integrují fotovoltaickou energii s tradiční elektrickou infrastrukturou.
Trendy v globální fotovoltaické technologii
Země po celém světě urychlují inovace v celém hodnotovém řetězci fotovoltaiky jako strategický krok k podpoře rozvíjejících se odvětví. Úsilí se zaměřuje na zdokonalování materiálů, výroby a systémových aplikací s cílem snížit náklady a zvýšit konkurenceschopnost.
Základní fotovoltaické komponenty se vyvíjejí směrem k vyšší účinnosti a nižším nákladům.
Krystalické křemíkové články s dobře zavedeným průmyslovým ekosystémem budou i nadále dominovat výrobě. Budoucí vylepšení se zaměří na vyšší účinnost konverze, snížení spotřeby materiálu a energie a nižší výrobní náklady. Technologie jako perovskitové a tandemové solární články představují další hranici s značnými investicemi zaměřenými na zlepšení výkonu a stability zařízení. Jakmile budou vyřešeny problémy s rozsáhlými aplikacemi a spolehlivostí, očekává se, že perovskitové články nově definují podobu trhu s fotovoltaikou.
Rozšiřující se aplikační scénáře pro fotovoltaickou technologii.
Země přizpůsobují fotovoltaické aplikace svým jedinečným podmínkám a podporují vývoj, jako je fotovoltaika integrovaná do budov (BIPV), plovoucí solární farmy, zemědělství integrované s fotovoltaikou a solární přístřešky pro auta. Související výzkum klade důraz na specializované produkty, integrované řídicí technologie a provozní synergie pro zvýšení všestrannosti a výkonu.
Rozvoj fotovoltaické technologie v Číně
Během období 13. pětiletky se čínská fotovoltaická technologie výrazně posunula vpřed, a to díky rychlé expanzi průmyslu. Klíčové komponenty, jako jsou fotovoltaické články a moduly, dosáhly celosvětově vedoucích výrobních kapacit, zatímco výrobní zařízení pokročila směrem k plné lokalizaci. Integrace inteligentních technologií do fotovoltaických systémů dále optimalizovala výkon.
Technologie fotovoltaických článků a modulů světové úrovně.
Do konce 13. pětiletky Čína přešla z tradičních polykrystalických článků s hliníkovou zadní stranou na pokročilé monokrystalické PERC články. Průměrná účinnost konverze krystalických křemíkových článků se zvýšila z 18,5 % na začátku období na 22,8 %, což odráží skok vpřed ve výrobní technologii.
Nově vznikající technologie jako TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction) a IBC (Interdigitated Back Contact) se stále více industrializují a čínské podniky opakovaně dosahují světových rekordů v efektivitě výroby. Podobně pokrok v perovskitové technologii umožnil čínským výzkumníkům vyrovnat se světovým lídrům v oblasti laboratorní efektivity a neustále směřovat ke komercializaci.
Lokalizované a moderní výrobní zařízení.
Čínská výroba fotovoltaických zařízení se posunula od levné k vysoce kvalitní výrobě. Vysoká míra přizpůsobení, automatizace a digitalizace transformují toto odvětví v inteligentní výrobní elektrárnu. Klíčové komponenty, jako jsou polykrystalické křemíkové destičky, články a moduly, se nyní vyrábějí převážně domácí technologií.
Chytřejší a efektivnější fotovoltaické systémy.
Nové technologie, včetně sledovacích systémů a konstrukcí s napětím 1 500 V, zvyšují výkon fotovoltaických systémů. Pro provoz a údržbu systémů se široce používají inteligentní roboti, drony, analýza velkých dat a pokročilé komunikační technologie, což dále zvyšuje jejich výkon.
Trendy v čínské fotovoltaické technologii
Čína, největší světový trh s fotovoltaikou, hraje klíčovou roli v inkubaci a zavádění nových solárních technologií. V budoucnu si země klade za cíl stát se lídrem v globálních inovacích v oblasti industrializovaných fotovoltaických technologií.
Vyšší účinnost fotovoltaických článků.
Krystalické křemíkové články si udrží dominanci, přičemž technologie PERC se bude dále vyvíjet. Krystalické křemíkové články typu N, využívající technologie TOPCon nebo HJT, se pravděpodobně stanou další mainstreamovou možností, jakmile dospěje jejich rovnováha mezi nákladovou a efektivitou. Vysoce výkonné články, jako jsou perovskitové a tandemové články, budou s postupující industrializací vést k dalším průlomům v efektivitě.
Vylepšené moduly s dvojí prioritou: efektivita a spolehlivost.
Technologie jako poločlánkové, šindelové a vícesběrnicové moduly se dočkají širšího uplatnění. Očekává se, že bifaciální moduly, které nabízejí vyšší výkon, se stanou běžnými, a to díky novým zapouzdřovacím materiálům a technikám, které zlepšují odolnost.
Chytřejší a rozmanitější fotovoltaické systémy.
Střídače se budou vyvíjet směrem k vyšším výkonovým kapacitám, inteligentnímu provozu a bezproblémové integraci s úložištěm energie. Inovace v oblasti biPV a dalších nových aplikací odemknou další příležitosti pro rozvoj fotovoltaiky a maximalizují její potenciál v různých scénářích.
