Globaalin aurinkosähköteknologian nykytila
Uusiutuvan energian kehittämisestä on tullut maailmanlaajuinen prioriteetti energiamurroksen käsittelyssä ja ilmastonmuutoksen torjunnassa. Uusiutuvista teknologioista aurinkosähkön tuotanto on kasvanut nopeasti viime vuosina ja noussut puhtaaksi, vähähiiliseksi ja kustannuskilpailukykyiseksi energialähteeksi monissa maissa. Pelkästään vuonna 2020 maailmassa lisättiin 127 GW uutta aurinkosähkökapasiteettia, jolloin asennettu kokonaiskapasiteetti oli 707 GW.
Kiteiset piipohjaiset aurinkokennot hallitsevat, ja uudet teknologiat saavat jalansijaa.
Aurinkosähköteollisuuden ydinosa, aurinkokennot, luokitellaan materiaalien ja prosessien mukaan tyyppeihin, kuten kiteinen pii, ohutkalvo, perovskiitti ja orgaaniset kennot. Kiteiset piikennot, jotka tunnetaan korkeasta konversiotehokkuudestaan, runsaasta raaka-aineiden saatavuudestaan ja ympäristöturvallisuudestaan, ovat edelleen valtavirtateknologia laajamittaisessa tuotannossa.
PERC-teknologian (Passivated Emitter and Rear Cell) laajamittainen käyttöönotto on merkittävästi parantanut kiteisen piikerroksen kennojen tehokkuutta viime vuosina. Samaan aikaan uusista teknologioista, kuten perovskiittikennoista, on tullut kuuma tutkimusaihe maailmanlaajuisesti. Nämä kennot saavuttavat laboratorioissa saavutettavat konversiotehokkuudet, jotka ovat verrattavissa kiteisen piikerroksen kennon hyötysuhteisiin, ja vaikka niiden teollistuminen etenee, haasteena on edelleen skaalaus ja pitkän aikavälin vakauden varmistaminen.
Parannetut aurinkosähköjärjestelmät ja monipuoliset sovellukset.
Aurinkosähköjärjestelmien tarkkuus ja skaalautuvuus kehittyvät. 1 500 V:n järjestelmien käyttöönotto ylittää nyt vanhemman 1 000 V:n standardin, mikä parantaa sähköverkon turvallisuutta ja luotettavuutta samalla, kun se parantaa sähköntuotannon laatua. Integroidut sovellukset, kuten "aurinkosähkö + maatalous", "aurinkosähkö + vesiviljely" ja "aurinkosähkö + arkkitehtuuri", laajenevat. Innovaatiot, kuten mikroverkot ja älykkäät verkot, integroivat aurinkosähköä entisestään perinteiseen sähköinfrastruktuuriin.
Globaalin aurinkosähköteknologian trendit
Maailmanlaajuisesti maat kiihdyttävät innovaatioita aurinkosähkön arvoketjussa strategisena askeleena uusien teollisuudenalojen edistämiseksi. Ponnistelut keskittyvät materiaalien, valmistuksen ja järjestelmäsovellusten kehittämiseen kustannusten alentamiseksi ja kilpailukyvyn parantamiseksi.
Aurinkopaneelien keskeiset komponentit kehittyvät kohti parempaa hyötysuhdetta ja alhaisempia kustannuksia.
Kiteiset piikennot, joilla on vakiintunut teollinen ekosysteemi, tulevat jatkossakin hallitsemaan tuotantoa. Tulevaisuuden parannukset keskittyvät korkeampaan konversiotehokkuuteen, materiaalin ja energian kulutuksen vähentämiseen sekä valmistuskustannusten alentamiseen. Teknologiat, kuten perovskiitti- ja tandem-aurinkokennot, edustavat seuraavaa kehitysaskelta, ja merkittävien investointien tavoitteena on parantaa laitteiden suorituskykyä ja vakautta. Kun laajamittaisiin sovelluksiin ja luotettavuuteen liittyvät ongelmat on ratkaistu, perovskiittikennojen odotetaan määrittelevän aurinkosähkömarkkinat uudelleen.
Aurinkosähköteknologian sovellusskenaarioiden laajentaminen.
Maat mukauttavat aurinkosähkösovelluksia ainutlaatuisiin olosuhteisiinsa edistämällä kehityshankkeita, kuten rakennuksiin integroituja aurinkosähköjärjestelmiä (BIPV), kelluvia aurinkovoimaloita, aurinkosähköön integroitua maataloutta ja aurinkoautokatoksia. Aiheeseen liittyvä tutkimus korostaa erikoistuneita tuotteita, integroituja ohjausteknologioita ja toiminnallisia synergioita monipuolisuuden ja suorituskyvyn parantamiseksi.
Kiinan aurinkosähköteknologian kehitys
13. viisivuotissuunnitelman aikana Kiinan aurinkosähköteknologia kehittyi merkittävästi teollisuuden nopean laajentumisen vauhdittamana. Keskeiset komponentit, kuten aurinkokennot ja -moduulit, saavuttivat maailmanlaajuisesti johtavan tuotantokapasiteetin, ja tuotantolaitteet etenivät kohti täyttä lokalisointia. Älykkäiden teknologioiden integrointi aurinkosähköjärjestelmiin on optimoinut suorituskykyä entisestään.
Maailmanluokan aurinkokenno- ja moduuliteknologiat.
13. viisivuotissuunnitelman loppuun mennessä Kiina oli siirtynyt perinteisistä polykiteisistä alumiinitaustaisista kennoista edistyneisiin monokiteisiin PERC-kennoihin. Kiteisten piikennojen keskimääräinen konversiotehokkuus nousi kauden alun 18,5 prosentista 22,8 prosenttiin, mikä heijastaa tuotantoteknologian harppausta eteenpäin.
Uudet teknologiat, kuten TOPCon (tunnelioksidipassivatoitu kontakti), HJT (heteroliitos) ja IBC (interdigitoitu takakontakti), teollistuvat yhä enemmän, ja kiinalaiset yritykset rikkovat toistuvasti maailmanennätyksiä tuotantotehokkuudessa. Samoin perovskiittiteknologian kehitys on mahdollistanut kiinalaisten tutkijoiden edetä laboratorioiden tehokkuusennätysten maailman kärkeen, ja kaupallistaminen on jatkuvaa.
Paikalliset ja edistyneet valmistuslaitteet.
Kiinan aurinkopaneelien valmistuslaitteet ovat siirtyneet halvemmasta huippuluokan tuotantoon. Korkea räätälöintiaste, automaatio ja digitalisaatio muuttavat sektoria älykkääksi valmistuskeskukseksi. Keskeiset komponentit, kuten monikiteiset piikiekot, -kennot ja -moduulit, valmistetaan nyt pääasiassa kotimaisella teknologialla.
Älykkäämpiä ja tehokkaampia aurinkosähköjärjestelmiä.
Uudet teknologiat, kuten seurantajärjestelmät ja 1 500 V:n mallit, lisäävät aurinkosähköjärjestelmien tehoa. Älykkäitä robotteja, droneja, big data -analytiikkaa ja edistyneitä viestintäteknologioita käytetään laajalti järjestelmien käytössä ja kunnossapidossa, mikä parantaa entisestään suorituskykyä.
Kiinan aurinkosähköteknologian trendit
Maailman suurimpana aurinkosähkömarkkinana Kiinalla on keskeinen rooli uusien aurinkoteknologioiden kehittämisessä ja soveltamisessa. Jatkossa maan tavoitteena on olla globaali innovaatiojohtaja teollistuneissa aurinkosähköteknologioissa.
Korkeampi hyötysuhde aurinkokennoille.
Kiteiset piikennot säilyttävät hallitsevan asemansa PERC-teknologian kehittyessä jatkuvasti. N-tyypin kiteiset piikennot, jotka hyödyntävät TOPCon- tai HJT-teknologiaa, ovat valmiita nousemaan seuraavaksi valtavirran vaihtoehdoksi, kun niiden kustannustehokkuus on tasapainossa. Tehokkaat kennot, kuten perovskiitti- ja tandemkennot, tulevat edistämään tehokkuuden läpimurtoja teollistumisen edetessä.
Parannetut moduulit, joilla on kaksi prioriteettia: tehokkuus ja luotettavuus.
Teknologioita, kuten puolikenno-, kattolevy- ja monikiskomoduulit, otetaan käyttöön laajemmin. Kaksifaasisten moduulien, jotka tarjoavat suuremman tehontuotannon, odotetaan yleistyvän uusien kapselointimateriaalien ja kestävyyttä parantavien tekniikoiden tuella.
Älykkäämmät ja monipuolisemmat aurinkosähköjärjestelmät.
Invertterit kehittyvät kohti suurempia tehokapasiteetteja, älykkäitä toimintoja ja saumatonta integrointia energian varastointiin. BIPV:n ja muiden uusien sovellusten innovaatiot avaavat uusia mahdollisuuksia aurinkosähkön kehittämiselle ja maksimoivat sen potentiaalin erilaisissa skenaarioissa.
