Núverandi staða alþjóðlegrar ljósavirkjunartækni
Þróun endurnýjanlegrar orku hefur orðið forgangsverkefni á heimsvísu í orkuskiptum og baráttunni gegn loftslagsbreytingum. Meðal endurnýjanlegrar tækni hefur sólarorkuframleiðsla (PV) vaxið hratt á undanförnum árum og orðið hrein, kolefnislítil og samkeppnishæf orkulind í mörgum löndum. Árið 2020 einu og sér bættist við 127 GW af nýrri sólarorkuframleiðslugetu í heiminum, sem gerir heildaruppsetta afkastagetu upp í 707 GW.
Kristallaðar sólarsellur úr kísil eru allsráðandi og ný tækni er að ryðja sér til rúms.
Sólarrafhlöður, kjarninn í sólarorkuiðnaðinum, eru flokkaðar eftir efnum og ferlum í gerðir eins og kristallað kísill, þunnfilmu-, perovskít- og lífrænar frumur. Kristallaðar kísillfrumur, þekktar fyrir mikla umbreytingarnýtni, mikið framboð á hráefnum og umhverfisöryggi, eru enn aðaltæknin í stórfelldri framleiðslu.
Útbreidd notkun PERC-tækni (Passivated Emitter and Rear Cell) hefur aukið skilvirkni kristallaðra kísilsella verulega á undanförnum árum. Á sama tíma hafa nýjar tæknilausnir eins og perovskítfrumur orðið vinsælt rannsóknarefni um allan heim. Þessar frumur eru að ná skilvirkni í rannsóknarstofum sem er sambærileg við kristallað kísill, og þó að iðnvæðing þeirra sé í fullum gangi eru enn áskoranir í að stækka þær og tryggja langtímastöðugleika.
Bætt sólarorkukerfi og fjölbreytt notkunarsvið.
Sólarorkukerfi eru að þróast í nákvæmni og sveigjanleika. Innleiðing 1.500V kerfa fer nú fram úr eldri 1.000V staðlinum, sem bætir öryggi og áreiðanleika raforkukerfisins og eykur um leið gæði orkuframleiðslunnar. Samþætt forrit eins og „PV + landbúnaður“, „PV + fiskeldi“ og „PV + arkitektúr“ eru að stækka að umfangi. Nýjungar eins og örnet og snjallnet samþætta enn frekar sólarorku við hefðbundna raforkuinnviði.
Þróun í alþjóðlegri ljósavirkjunartækni
Lönd um allan heim eru að flýta fyrir nýsköpun í allri virðiskeðjunni fyrir sólarorkuver sem stefnumótandi skref til að efla vaxandi atvinnugreinar. Átakið beinist að því að þróa efni, framleiðslu og kerfisnotkun til að lækka kostnað og auka samkeppnishæfni.
Kjarnaþættir sólarorkuvera eru að þróast í átt að meiri skilvirkni og lægri kostnaði.
Kristallaðar kísilfrumur, með vel rótgróið iðnaðarvistkerfi, munu halda áfram að ráða ríkjum í framleiðslu. Framtíðarúrbætur munu einbeita sér að meiri skilvirkni í umbreytingu, minni efnis- og orkunotkun og lægri framleiðslukostnaði. Tækni eins og perovskít- og tandem-sólfrumur eru næsta skref, með verulegum fjárfestingum sem miða að því að bæta afköst og stöðugleika tækja. Þegar vandamál varðandi stórfellda notkun og áreiðanleika hafa verið leyst er búist við að perovskítfrumur muni endurskilgreina markaðinn fyrir sólarorku.
Stækkandi notkunarsvið fyrir sólarorkutækni.
Lönd eru að aðlaga sólarorkuframleiðslu að sínum einstöku aðstæðum og stuðla að þróun eins og byggingarsamþættri sólarorkuverum (BIPV), fljótandi sólarorkuverum, sólarorkusamþættri landbúnaði og sólarbílskýlum. Tengdar rannsóknir leggja áherslu á sérhæfðar vörur, samþætta stýritækni og rekstrarleg samlegðaráhrif til að auka fjölhæfni og afköst.
Þróun ljósavirkjatækni í Kína
Á tímabili 13. fimm ára áætlunarinnar þróaðist sólarorkutækni Kína verulega, knúin áfram af hraðri vexti iðnaðarins. Lykilþættir eins og sólarsellur og einingar náðu leiðandi framleiðslugetu á heimsvísu, á meðan framleiðslubúnaður þróaðist í átt að fullri staðbundinni notkun. Samþætting snjalltækni í sólarorkukerfi hefur enn frekar hámarkað afköst.
Tækni í heimsklassa fyrir sólarsellur og sólareiningar.
Í lok 13. fimm ára áætlunarinnar hafði Kína skipt úr hefðbundnum fjölkristallaðri ál-bakgrunnsfrumum yfir í háþróaðar einkristallaðar PERC-frumur. Meðalhagkvæmni kristallaðra kísilsfruma jókst úr 18,5% í upphafi tímabilsins í 22,8%, sem endurspeglar stökk fram á við í framleiðslutækni.
Nýjar tæknilausnir eins og TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction) og IBC (Interdigitated Back Contact) eru sífellt meira iðnvæddar og kínversk fyrirtæki setja ítrekað heimsmet í framleiðsluhagkvæmni. Á sama hátt hafa framfarir í perovskíttækni gert kínverskum vísindamönnum kleift að keppa við leiðtoga heimsins í skilvirkni rannsóknarstofa, með áframhaldandi framförum í átt að markaðssetningu.
Staðbundinn og háþróaður framleiðslubúnaður.
Framleiðslutæki fyrir sólarorkuver í Kína hafa færst úr lággjaldaframleiðslu yfir í háþróaða framleiðslu. Mikil sérstilling, sjálfvirkni og stafræn umbreyting eru að breyta greininni í snjallt framleiðsluafl. Lykilþættir eins og pólýsílikon-skífur, frumur og einingar eru nú að mestu leyti framleiddir með innlendri tækni.
Snjallari og skilvirkari sólarorkukerfi.
Ný tækni, þar á meðal rakningarkerfi og 1.500V hönnun, eykur afköst sólarorkukerfa. Greindar vélmenni, drónar, greiningar á stórum gögnum og háþróuð samskiptatækni eru mikið notuð til reksturs og viðhalds kerfa, sem eykur enn frekar afköst.
Þróun í ljósaflstækni Kína
Sem stærsti sólarorkumarkaður heims gegnir Kína lykilhlutverki í þróun og notkun nýrrar sólarorkutækni. Í framtíðinni stefnir landið að því að leiða alþjóðlega nýsköpun í iðnvæddri sólarorkutækni.
Meiri skilvirkni fyrir sólarsellur.
Kristallaðar kísilfrumur munu halda áfram að vera ráðandi og PERC-tækni heldur áfram að þróast. N-gerð kristallaðar kísilfrumur, sem nota TOPCon eða HJT tækni, eru tilbúnar til að verða næsti almenni kosturinn þegar jafnvægi milli kostnaðar og hagkvæmni þeirra hefur náðst. Háafkastamiklar frumur eins og perovskít- og tandem-frumur munu knýja áfram frekari byltingar í skilvirkni eftir því sem iðnvæðingin heldur áfram.
Bættar einingar með tvöfaldri forgangsröðun: skilvirkni og áreiðanleika.
Tækni eins og hálfsellu-, þakskeri- og fjölstraumstrengjaeiningar munu njóta meiri vinsælda. Gert er ráð fyrir að tvíhliða einingar, sem bjóða upp á meiri orkuframleiðslu, verði almennar, studdar af nýjum innhjúpunarefnum og aðferðum sem bæta endingu.
Snjallari og fjölbreyttari sólarorkukerfi.
Inverterar munu þróast í átt að meiri afkastagetu, snjallri notkun og óaðfinnanlegri samþættingu við orkugeymslu. Nýjungar í sólarorkuverum (BIPV) og öðrum nýjum forritum munu opna fyrir frekari tækifæri fyrir þróun sólarorkuvera og hámarka möguleika þeirra í fjölbreyttum aðstæðum.
