Mae gwella effeithlonrwydd modiwlau ac ehangu capasiti gweithgynhyrchu yn chwarae rolau cyflenwol wrth leihau cost modiwlau solar wedi'u pentyrru â chalcogenid halid metel/silicon. Nododd ymchwilwyr Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol Adran Ynni'r UD (Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol Adran Ynni'r UD, NREL): gall pob trosoledd cost chwarae rôl debyg, yn dibynnu ar allu'r gwneuthurwr i ehangu a gwella perfformiad y modiwl.
Mae'r rhan fwyaf o fodiwlau ffotofoltäig (PV) a weithgynhyrchir heddiw yn seiliedig ar gelloedd solar silicon un gyffordd, a thrwy baru silicon â deunydd celloedd solar arall (fel halid metel) i ffurfio pentwr o chalcogenidau (MHPs), gall gweithgynhyrchwyr greu modiwlau solar. Gall hyn drosi mwy o olau haul yn drydan na silicon yn unig. Mae'r dechnoleg pentyrru hon yn ei chyfnodau cynnar o hyd, ac mae amrywiaeth o opsiynau'n cael eu ceisio i integreiddio MHPs, gyda llawer o ffactorau anhysbys o ran cost a pherfformiad. I fynd i'r afael â'r bwlch hwn, adeiladodd yr ymchwilwyr fodel cost gweithgynhyrchu a fydd yn defnyddio dyfeisiau presennol a phrosesau labordy cadwyn gyflenwi i gymharu gwahanol ddulliau posibl ar raddfa fawr.
Archwiliodd yr ymchwilwyr wahanol ddulliau o adeiladu modiwlau wedi'u pentyrru a chymharu sensitifrwydd costau gweithgynhyrchu i'r deunyddiau a ddefnyddir i'w cynhyrchu, nifer yr haenau dyfeisiau, cost cynhyrchu'r dyfeisiau, lleoliad y ffatri, a ffactorau eraill. Fe wnaethant ganfod mai'r ffactorau a gafodd yr effaith fwyaf ar gostau gweithgynhyrchu oedd allbwn ffatri ac effeithlonrwydd modiwlau.
"Un o'r cwestiynau y mae'r papur hwn yn eu hateb yw: beth yw gwerth yr effeithlonrwydd hwn?" meddai Jacob Cordell, prif awdur y papur "Technoeconomic analysis of perovskite/silicon tandem solar modules," a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn Joule. "Un peth allweddol i'w gofio yw bod yr enillion effeithlonrwydd absoliwt o 2.5% yn y modiwlau yn darparu'r un gostyngiad cost fesul uned o gapasiti â dyblu maint y gwaith."
Gan ddefnyddio'r Model Dadansoddi Cost Manwl (DCAM) sydd bellach ar gael yn gyhoeddus, roedd ymchwilwyr yn gallu profi amrywiaeth o senarios, gan gynnwys lleoli gweithfeydd mewn gwahanol rannau o'r byd a gwahanol fathau o gymhellion gweithgynhyrchu. Drwy ddefnyddio'r model, gall cwmnïau ac ymchwilwyr ddefnyddio'r llinell sylfaen hon i archwilio sut mae gwahanol brosesau a deunyddiau'n effeithio ar gostau. Nid yw'r model yn mynd i'r afael â chynhyrchiant ynni na hyd oes y modiwlau hyn, sy'n feysydd ymchwil gweithredol.
Gan ddechrau gyda model sylfaenol o wneuthurwr yn gwneud modiwlau ar effeithlonrwydd o 25 y cant, gyda chynhwysedd cynhyrchu blynyddol o 3 gigawat yn yr Unol Daleithiau, cymharodd yr ymchwilwyr effeithlonrwydd a chynnyrch gweithgynhyrchu i benderfynu sut mae cost y modiwlau'n amrywio wrth i faint o bŵer a gynhyrchir gynyddu. "Mae hyn yn dangos pŵer ymchwil wrth wella effeithlonrwydd dyfeisiau a lleihau cost fesul wat modiwlau," meddai Cordell.
Mae'r erthygl mewn cyfnodolyn, a ysgrifennwyd gan Michael Woodhouse ac Emily Warren, yn nodi bod effeithlonrwydd modiwlau yn newidyn deinamig wrth ragweld cost modiwlau wedi'u pentyrru oherwydd bod llawer o newidynnau eraill wedi newid a byddant yn parhau i newid er mwyn gallu cyflawni'r lefelau effeithlonrwydd a gwydnwch sy'n ofynnol ar gyfer PV sy'n hyfyw yn fasnachol. Rhaid i fodiwlau wedi'u pentyrru fod o leiaf 25% yn effeithlon er mwyn bod yn gystadleuol o ran pris a'u defnyddio gyda thechnolegau solar eraill. Y cam nesaf wrth fasnacheiddio modiwlau wedi'u pentyrru â chalcogenid/silicon yw gwella dibynadwyedd y dechnoleg ac ehangu ardal dyfeisiau effeithlon i faint llawn y modiwl wrth gynnal perfformiad.
