Globaalse fotogalvaanika tehnoloogia praegune olukord
Taastuvenergia arendamisest on saanud ülemaailmne prioriteet energiasiirde lahendamisel ja kliimamuutuste vastu võitlemisel. Taastuvenergia tehnoloogiate seas on fotogalvaaniline (PV) energia tootmine viimastel aastatel kiiresti kasvanud, tõustes paljudes riikides puhta, vähese süsinikuheitega ja kulukonkurentsivõimelise energiaallikana. Ainuüksi 2020. aastal lisati maailmas 127 GW uut PV-võimsust, millega paigaldatud koguvõimsus ulatus 707 GW-ni.
Kristallilise räni päikesepatareid domineerivad, kusjuures uued tehnoloogiad on üha populaarsemad.
Päikesepaneelid, mis on päikeseenergiatööstuse põhikomponent, liigitatakse materjalide ja protsesside järgi sellisteks tüüpideks nagu kristalliline räni, õhukese kilega elemendid, perovskiit ja orgaanilised elemendid. Kristallilise räni elemendid, mis on tuntud oma kõrge konversioonitõhususe, rohke tooraine kättesaadavuse ja keskkonnaohutuse poolest, jäävad suurtootmises peamiseks tehnoloogiaks.
PERC-tehnoloogia (passiveeritud emitteri ja tagaelemendi) laialdane kasutuselevõtt on viimastel aastatel märkimisväärselt suurendanud kristallilise räni elementide efektiivsust. Samal ajal on perovskiidi elemendid muutunud ülemaailmselt kuumaks uurimisteemaks. Need elemendid saavutavad kristallilise räni omaga võrreldava laboratoorse konversioonitõhususe ja kuigi nende industrialiseerimine edeneb, on endiselt väljakutseteks skaleerimine ja pikaajalise stabiilsuse tagamine.
Täiustatud PV-süsteemid ja mitmekesised rakendused.
Fotogalvaanilised süsteemid arenevad täpsuse ja skaleeritavuse osas. 1500 V süsteemide kasutuselevõtt ületab nüüd vanema 1000 V standardi, parandades võrgu ohutust ja töökindlust ning tõstes elektrienergia tootmise kvaliteeti. Integreeritud rakendused, nagu „PV + põllumajandus“, „PV + vesiviljelus“ ja „PV + arhitektuur“, laienevad. Innovatsioonid, nagu mikrovõrgud ja nutikad võrgud, integreerivad PV-energiat veelgi enam traditsioonilise elektriinfrastruktuuriga.
Globaalse fotogalvaanilise tehnoloogia trendid
Üle maailma kiirendavad riigid innovatsiooni kogu päikesepaneelide väärtusahelas strateegilise sammuna tärkavate tööstusharude edendamiseks. Pingutused keskenduvad materjalide, tootmise ja süsteemirakenduste edendamisele, et vähendada kulusid ja suurendada konkurentsivõimet.
Päikesepaneelide põhikomponendid arenevad suurema efektiivsuse ja madalamate kulude suunas.
Kristallilise räni elemendid, millel on väljakujunenud tööstuslik ökosüsteem, jäävad tootmises domineerima. Edasised täiustused keskenduvad suuremale muundamise efektiivsusele, materjali- ja energiatarbimise vähendamisele ning tootmiskulude vähendamisele. Sellised tehnoloogiad nagu perovskiidi ja tandem-päikesepatareid esindavad järgmist piire, kusjuures seadmete jõudluse ja stabiilsuse parandamiseks tehakse olulisi investeeringuid. Kui suuremahuliste rakenduste ja töökindluse probleemid on lahendatud, eeldatakse, et perovskiidi elemendid muudavad päikesepaneelide turu maastikku.
PV-tehnoloogia rakendusstsenaariumide laiendamine.
Riigid kohandavad päikesepaneelide rakendusi oma ainulaadsete oludega, edendades selliseid arendusi nagu hoonetesse integreeritud fotogalvaanika (BIPV), ujuvad päikeseelektrijaamad, päikesepaneelidega integreeritud põllumajandus ja päikesepaneelidega autovarjualused. Seotud uuringud rõhutavad spetsiaalseid tooteid, integreeritud juhtimistehnoloogiaid ja tegevussünergiat mitmekülgsuse ja jõudluse suurendamiseks.
Hiina fotogalvaanilise tehnoloogia areng
13. viisaastakuplaani perioodil arenes Hiina fotogalvaaniline tehnoloogia märkimisväärselt tänu kiirele tööstusharu laienemisele. Põhikomponendid, nagu fotogalvaanilised elemendid ja moodulid, saavutasid maailmas juhtiva tootmisvõimsuse, samal ajal kui tootmisseadmed liikusid täieliku lokaliseerimise suunas. Intelligentsete tehnoloogiate integreerimine fotogalvaanilistesse süsteemidesse on jõudlust veelgi optimeerinud.
Maailmatasemel päikesepaneelide ja moodulite tehnoloogiad.
13. viisaastakuplaani lõpuks oli Hiina läinud üle traditsioonilistelt polükristallilistelt alumiiniumist tagapaneeliga elementidelt täiustatud monokristallilistele PERC-elementidele. Kristallilise räni elementide keskmine muundamise efektiivsus tõusis perioodi alguse 18,5%-lt 22,8%-le, mis peegeldab tootmistehnoloogia edasiminekut.
Tärkavad tehnoloogiad nagu TOPCon (tunneloksiidpassivatsiooniga kontakt), HJT (heteroühendus) ja IBC (interdigiteeritud tagakontakt) on üha enam industrialiseerunud ning Hiina ettevõtted püstitavad korduvalt maailmarekordeid tootmistõhususe osas. Samamoodi on perovskiidi tehnoloogia areng võimaldanud Hiina teadlastel võrdsustada laboritõhususe rekordeid maailma liidritega ning pidevalt liigutakse edasi kommertsialiseerimise suunas.
Lokaliseeritud ja täiustatud tootmisseadmed.
Hiina päikesepaneelide tootmisseadmed on nihkunud madalamast hinnaklassist kõrgema hinnaklassi tootmise poole. Suur kohandatavus, automatiseerimine ja digitaliseerimine muudavad sektori intelligentseks tootmisjõujaamaks. Põhikomponendid, nagu polükristallilised räniplaadid, elemendid ja moodulid, toodetakse nüüd valdavalt kodumaise tehnoloogia abil.
Targemad ja tõhusamad päikesepaneelide süsteemid.
Uued tehnoloogiad, sealhulgas jälgimissüsteemid ja 1500 V konstruktsioonid, suurendavad päikesepaneelide süsteemide võimsust. Süsteemide käitamiseks ja hooldamiseks kasutatakse laialdaselt intelligentseid roboteid, droone, suurandmete analüüsi ja täiustatud kommunikatsioonitehnoloogiaid, mis parandavad veelgi jõudlust.
Hiina fotogalvaanilise tehnoloogia trendid
Maailma suurima päikesepaneelide turuna mängib Hiina olulist rolli uute päikeseenergia tehnoloogiate inkubeerimisel ja rakendamisel. Edaspidi on riigi eesmärk olla tööstuslike päikeseenergia tehnoloogiate ülemaailmse innovatsiooni eestvedaja.
PV-elementide suurem efektiivsus.
Kristallilise räni elemendid säilitavad domineeriva positsiooni, kusjuures PERC-tehnoloogia areneb edasi. N-tüüpi kristallilise räni elemendid, mis kasutavad TOPCon- või HJT-tehnoloogiat, on pärast kulutõhususe tasakaalu saavutamist saamas järgmiseks peavoolu valikuks. Suure jõudlusega elemendid, nagu perovskiit ja tandemelemendid, soodustavad industrialiseerimise edenedes edasist läbimurret efektiivsuse osas.
Täiustatud moodulid kahe prioriteediga: tõhusus ja töökindlus.
Sellised tehnoloogiad nagu poolelemendilised, katusesindlitega ja mitme siiniga moodulid leiavad laiemat kasutuselevõttu. Bifatsiaalsed moodulid, mis pakuvad suuremat energiatootmist, eeldatavasti muutuvad peavooluks, mida toetavad uued kapseldusmaterjalid ja vastupidavust parandavad tehnikad.
Targemad ja mitmekesisemad päikesepaneelide süsteemid.
Inverterid arenevad suurema võimsuse, intelligentsete tööpõhimõtete ja sujuva energiasalvestusega integreerimise suunas. BIPV ja muude uute rakenduste innovatsioonid avavad täiendavaid võimalusi PV arendamiseks, maksimeerides selle potentsiaali erinevates stsenaariumides.
