Trenutno stanje globalne fotonaponske tehnologije
Razvoj obnovljivih izvora energije postao je globalni prioritet u rješavanju energetske tranzicije i borbi protiv klimatskih promjena. Među obnovljivim tehnologijama, proizvodnja fotonaponske (FN) energije doživjela je brzi rast posljednjih godina, pojavljujući se kao čist, niskougljični i cjenovno konkurentan izvor energije u mnogim zemljama. Samo u 2020. godini svijet je dodao 127 GW novih fotonaponskih kapaciteta, čime je ukupni instalirani kapacitet dosegao 707 GW.
Kristalne silicijske solarne ćelije dominiraju, a nove tehnologije dobivaju na zamahu.
Fotonaponske ćelije, ključna komponenta solarne industrije, kategorizirane su prema materijalima i procesima u vrste poput kristalnog silicija, tankoslojnih, perovskitnih i organskih ćelija. Kristalne silicijeve ćelije, poznate po svojoj visokoj učinkovitosti pretvorbe, obilnoj dostupnosti sirovina i sigurnosti za okoliš, ostaju glavna tehnologija u velikoj proizvodnji.
Široko prihvaćanje PERC (pasivirana emiterska i stražnja ćelija) tehnologije značajno je povećalo učinkovitost kristalnih silicijskih ćelija posljednjih godina. Istovremeno, nove tehnologije poput perovskitnih ćelija postale su vruća istraživačka tema diljem svijeta. Ove ćelije postižu učinkovitost laboratorijske pretvorbe usporedivu s kristalnim silicijem, a dok njihova industrijalizacija napreduje, izazovi u skaliranju i osiguravanju dugoročne stabilnosti ostaju.
Poboljšani fotonaponski sustavi i raznolike primjene.
Fotonaponski sustavi napreduju u preciznosti i skalabilnosti. Primjena sustava od 1500 V sada nadilazi stariji standard od 1000 V, poboljšavajući sigurnost i pouzdanost mreže, a istovremeno poboljšavajući kvalitetu proizvodnje energije. Integrirane aplikacije poput „PV + poljoprivreda“, „PV + akvakultura“ i „PV + arhitektura“ šire se po opsegu. Inovacije poput mikromreža i pametnih mreža dodatno integriraju fotonaponsku energiju s tradicionalnom električnom infrastrukturom.
Trendovi u globalnoj fotonaponskoj tehnologiji
Zemlje diljem svijeta ubrzavaju inovacije u cijelom lancu vrijednosti fotonaponske energije kao strateški potez za poticanje industrija u nastajanju. Napori se usmjeravaju na unapređenje materijala, proizvodnje i sistemskih primjena kako bi se smanjili troškovi i povećala konkurentnost.
Osnovne fotonaponske komponente razvijaju se prema većoj učinkovitosti i nižim troškovima.
Kristalne silicijeve ćelije, s dobro uspostavljenim industrijskim ekosustavom, nastavit će dominirati proizvodnjom. Buduća poboljšanja usredotočit će se na veću učinkovitost pretvorbe, smanjenu potrošnju materijala i energije te niže troškove proizvodnje. Tehnologije poput perovskitnih i tandemskih solarnih ćelija predstavljaju sljedeću granicu, sa značajnim ulaganjima usmjerenim na poboljšanje performansi i stabilnosti uređaja. Nakon što se riješe problemi s primjenom velikih razmjera i pouzdanošću, očekuje se da će perovskitne ćelije redefinirati krajolik fotonaponskog tržišta.
Proširivanje scenarija primjene fotonaponske tehnologije.
Zemlje prilagođavaju fotonaponske primjene svojim jedinstvenim uvjetima, promičući razvoje poput fotonaponskih sustava integriranih u zgrade (BIPV), plutajućih solarnih farmi, poljoprivrede integrirane u fotonaponske sustave i solarnih nadstrešnica. Povezana istraživanja naglašavaju specijalizirane proizvode, integrirane tehnologije upravljanja i operativne sinergije kako bi se poboljšala svestranost i performanse.
Razvoj fotonaponske tehnologije u Kini
Tijekom razdoblja 13. petogodišnjeg plana, kineska fotonaponska tehnologija značajno je napredovala, potaknuta brzim širenjem industrije. Ključne komponente poput fotonaponskih ćelija i modula postigle su vodeće proizvodne kapacitete na globalnoj razini, dok je proizvodna oprema napredovala prema potpunoj lokalizaciji. Integracija inteligentnih tehnologija u fotonaponske sustave dodatno je optimizirala performanse.
Tehnologije fotonaponskih ćelija i modula svjetske klase.
Do kraja 13. petogodišnjeg plana, Kina je prešla s tradicionalnih polikristalnih aluminijskih ćelija na napredne monokristalne PERC ćelije. Prosječna učinkovitost pretvorbe kristalnih silicijskih ćelija porasla je s 18,5% na početku razdoblja na 22,8%, što odražava skok naprijed u proizvodnoj tehnologiji.
Nove tehnologije poput TOPCon-a (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT-a (Heterojunkcija) i IBC-a (Interdigitated Back Contact) sve se više industrijaliziraju, a kineska poduzeća više puta postavljaju svjetske rekorde u učinkovitosti proizvodnje. Slično tome, napredak u perovskitnoj tehnologiji omogućio je kineskim istraživačima da se izjednače s globalnim liderima u laboratorijskoj učinkovitosti, uz kontinuirani napredak prema komercijalizaciji.
Lokalizirana i napredna proizvodna oprema.
Kineska oprema za proizvodnju fotonaponskih sustava prešla je s niže na višu razinu proizvodnje. Visoka razina prilagodbe, automatizacije i digitalizacije transformiraju sektor u inteligentnu proizvodnu silu. Ključne komponente poput polisilicijskih pločica, ćelija i modula sada se pretežno proizvode domaćom tehnologijom.
Pametniji i učinkovitiji fotonaponski sustavi.
Nove tehnologije, uključujući sustave za praćenje i dizajne od 1500 V, povećavaju izlaznu snagu fotonaponskih sustava. Inteligentni roboti, dronovi, analiza velikih podataka i napredne komunikacijske tehnologije široko se koriste za rad i održavanje sustava, dodatno poboljšavajući performanse.
Trendovi u kineskoj fotonaponskoj tehnologiji
Kao najveće svjetsko tržište fotonaponskih sustava, Kina igra ključnu ulogu u inkubaciji i primjeni novih solarnih tehnologija. U budućnosti, zemlja ima za cilj predvoditi globalne inovacije u industrijaliziranim fotonaponskim tehnologijama.
Veća učinkovitost fotonaponskih ćelija.
Kristalne silicijeve ćelije će zadržati dominaciju, a PERC tehnologija će se nastaviti razvijati. Kristalne silicijeve ćelije N-tipa, koje koriste TOPCon ili HJT tehnologiju, spremne su postati sljedeća glavna opcija nakon što se postigne ravnoteža između troškova i učinkovitosti. Visokoučinkovite ćelije poput perovskitnih i tandemskih ćelija dovest će do daljnjih napredaka u učinkovitosti kako industrijalizacija bude napredovala.
Poboljšani moduli s dvostrukim prioritetima: učinkovitost i pouzdanost.
Tehnologije poput polućelijskih, šindrastih i višesabirničkih modula doživjet će širu primjenu. Očekuje se da će dvofazni moduli, koji nude veću proizvodnju energije, postati uobičajeni, uz podršku novih materijala za enkapsulaciju i tehnika koje poboljšavaju trajnost.
Pametniji, raznolikiji fotonaponski sustavi.
Inverteri će se razvijati prema većim kapacitetima snage, inteligentnom radu i besprijekornoj integraciji sa sustavima za pohranu energije. Inovacije u BIPV-u i drugim novim primjenama otvorit će dodatne mogućnosti za razvoj fotonaponske energije, maksimizirajući njegov potencijal u različitim scenarijima.
