Әлемдік фотоэлектрлік технологияның қазіргі жағдайы
Жаңартылатын энергия көздерін дамыту энергетикалық өтпелі кезеңді шешуде және климаттың өзгеруімен күресте жаһандық басымдыққа айналды. Жаңартылатын технологиялардың ішінде фотоэлектрлік (ФЭ) энергия өндіру соңғы жылдары қарқынды өсімге қол жеткізді, көптеген елдерде таза, төмен көміртекті және бәсекеге қабілетті энергия көзі ретінде пайда болды. Тек 2020 жылы әлем 127 ГВт жаңа ФЭ қуатын қосты, бұл жалпы орнатылған қуатты 707 ГВт-қа жеткізді.
Кристалдық кремний күн батареялары басым, ал жаңа технологиялар танымал бола бастады.
Күн энергиясы өнеркәсібінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылатын фотоэлектрлік ұяшықтар материалдар мен процестер бойынша кристалды кремний, жұқа қабықшалы, перовскит және органикалық ұяшықтар сияқты түрлерге жіктеледі. Жоғары конверсия тиімділігімен, шикізаттың мол қолжетімділігімен және экологиялық қауіпсіздігімен танымал кристалды кремний ұяшықтары ірі өндірістегі негізгі технология болып қала береді.
PERC (пассивті эмиттер және артқы ұяшық) технологиясының кеңінен қолданылуы соңғы жылдары кристалды кремний ұяшықтарының тиімділігін айтарлықтай арттырды. Сонымен қатар, перовскит ұяшықтары сияқты жаңа технологиялар бүкіл әлемде өзекті зерттеу тақырыбына айналды. Бұл ұяшықтар кристалды кремниймен салыстыруға болатын зертханалық түрлендіру тиімділігіне қол жеткізуде, және оларды индустрияландыру дамып келе жатқанда, масштабтау және ұзақ мерзімді тұрақтылықты қамтамасыз етудегі қиындықтар әлі де бар.
Жақсартылған фотоэлектрлік жүйелер және әртараптандырылған қолданбалар.
Фотоэлектрлік жүйелер дәлдік пен масштабталу жағынан дамып келеді. 1500 В жүйелерді енгізу қазір ескі 1000 В стандартынан асып түседі, бұл электр желісінің қауіпсіздігі мен сенімділігін арттыра отырып, электр энергиясын өндіру сапасын жақсартады. «Фотоэлектрлік энергия + ауыл шаруашылығы», «Фотоэлектрлік энергия + аквамәдениет» және «Фотоэлектрлік энергия + архитектура» сияқты интеграцияланған қолданбалардың қолданылу аясы кеңеюде. Микрожелілер мен ақылды желілер сияқты инновациялар ФТО қуатын дәстүрлі электр инфрақұрылымымен одан әрі біріктіруде.
Әлемдік фотоэлектрлік технологиядағы үрдістер
Әлемдегі елдер дамып келе жатқан салаларды дамыту үшін стратегиялық қадам ретінде фотоэлектрлік құндылықтар тізбегіндегі инновацияларды жеделдетуде. Шығындарды азайту және бәсекеге қабілеттілікті арттыру үшін материалдарды, өндірісті және жүйелік қолданбаларды дамытуға бағытталған күш-жігер жұмсалуда.
Негізгі фотоэлектрлік компоненттер жоғары тиімділік пен төмен шығындарға қарай дамып келеді.
Өнеркәсіптік экожүйесі жақсы дамыған кристалды кремний ұяшықтары өндірісте басым бола береді. Болашақтағы жетілдірулер конверсия тиімділігін арттыруға, материал мен энергия тұтынуды азайтуға және өндіріс шығындарын төмендетуге бағытталады. Перовскит және тандем күн батареялары сияқты технологиялар келесі шекті білдіреді, құрылғылардың өнімділігі мен тұрақтылығын жақсартуға бағытталған айтарлықтай инвестициялар бар. Кең көлемді қолдану және сенімділік мәселелері шешілгеннен кейін, перовскит ұяшықтары фотоэлектрлік нарық ландшафтын қайта анықтайды деп күтілуде.
Фотоэлектрлік технологияны қолдану сценарийлерін кеңейту.
Елдер фотоэлектрлік қолданбаларды өздерінің ерекше жағдайларына бейімдеп, құрылысқа біріктірілген фотоэлектрлік жүйелер (BIPV), қалқымалы күн электр станциялары, фотоэлектрлік интеграцияланған ауыл шаруашылығы және күн энергиясымен жұмыс істейтін көлік тұрақтары сияқты әзірлемелерді ілгерілетуде. Байланысты зерттеулер әмбебаптық пен өнімділікті арттыру үшін мамандандырылған өнімдерге, интеграцияланған басқару технологияларына және операциялық синергияға баса назар аударады.
Қытайдың фотоэлектрлік технологиясын дамыту
13-ші бесжылдық кезеңінде Қытайдың фотоэлектрлік технологиясы өнеркәсіптің жедел кеңеюіне байланысты айтарлықтай дамыды. Фотоэлектрлік ұяшықтар мен модульдер сияқты негізгі компоненттер әлемдік деңгейде жетекші өндірістік мүмкіндіктерге қол жеткізді, ал өндірістік жабдықтар толықтай локализацияға қарай жылжыды. Ақылды технологиялардың фотоэлектрлік жүйелерге интеграциялануы өнімділікті одан әрі оңтайландырды.
Әлемдік деңгейдегі фотоэлектрлік ұяшықтар мен модульдік технологиялар.
13-ші бесжылдықтың соңына қарай Қытай дәстүрлі поликристалды алюминийден жасалған артқы ұяшықтардан озық монокристалды PERC ұяшықтарына көшті. Кристалды кремний ұяшықтарының орташа түрлендіру тиімділігі кезеңнің басындағы 18,5%-дан 22,8%-ға дейін өсті, бұл өндіріс технологиясындағы секірісті көрсетеді.
TOPCon (туннель оксидінің пассивтелген байланысы), HJT (гетероөткізгіш) және IBC (санаралық кері байланыс) сияқты жаңа технологиялар барған сайын индустрияландырылуда, қытайлық кәсіпорындар өндіріс тиімділігі бойынша бірнеше рет әлемдік рекордтар орнатты. Сол сияқты, перовскит технологиясындағы жетістіктер қытайлық зерттеушілерге зертханалық тиімділік рекордтары бойынша әлемдік көшбасшылармен теңесуге мүмкіндік берді, ал коммерцияландыруға қарай үнемі ілгерілеушілік байқалады.
Жергілікті және озық өндірістік жабдықтар.
Қытайдың күн энергиясын өндіру жабдықтары төмен деңгейлі өндірістен жоғары деңгейлі өндіріске ауысты. Жоғары деңгейлі теңшеу, автоматтандыру және цифрландыру саланы интеллектуалды өндірістік қуатты орталыққа айналдыруда. Поликремний пластиналары, ұяшықтары және модульдері сияқты негізгі компоненттер қазір негізінен отандық технологиямен өндіріледі.
Ақылдырақ және тиімдірек фотоэлектрлік жүйелер.
Бақылау жүйелері мен 1500 В конструкцияларын қоса алғанда, жаңа технологиялар фотоэлектрлік жүйелердің қуатын арттыруда. Ақылды роботтар, дрондар, үлкен деректерді талдау және озық коммуникациялық технологиялар жүйені пайдалану және техникалық қызмет көрсету үшін кеңінен қолданылады, бұл өнімділікті одан әрі жақсартады.
Қытайдың фотоэлектрлік технологиясындағы үрдістер
Әлемдегі ең ірі күн энергиясы нарығы ретінде Қытай жаңа күн энергиясы технологияларын инкубациялауда және қолдануда маңызды рөл атқарады. Алдағы уақытта ел индустрияландырылған күн энергиясы технологияларындағы жаһандық инновацияларды басқаруды мақсат етеді.
ПВ жасушалары үшін жоғары тиімділік.
Кристалдық кремний жасушалары басымдықты сақтайды, ал PERC технологиясы дамуын жалғастыруда. TOPCon немесе HJT технологиясын пайдаланатын N-типті кристалдық кремний жасушалары шығындар мен тиімділік тепе-теңдігі жетілгеннен кейін келесі негізгі нұсқаға айналуға дайын. Перовскит және тандем жасушалары сияқты жоғары өнімді жасушалар индустрияландыру барысында тиімділікте одан әрі жетістіктерге жетелейді.
Екі басымдыққа ие жетілдірілген модульдер: тиімділік және сенімділік.
Жартылай ұяшықты, черепицалы және көп шиналы модульдер сияқты технологиялар кеңінен қолданылатын болады. Жоғары қуат өндіруді ұсынатын екіжақты модульдер беріктікті жақсартатын жаңа инкапсуляциялық материалдар мен әдістермен қолдау табатын негізгі бағытқа айналады деп күтілуде.
Ақылдырақ, алуан түрлі фотоэлектрлік жүйелер.
Инверторлар жоғары қуат қуатына, ақылды операцияларға және энергия сақтаумен үздіксіз интеграцияға қарай дамиды. BIPV және басқа да жаңа қолданбалардағы инновациялар фотоэлектрлік энергияны дамыту үшін қосымша мүмкіндіктерді ашады, әртүрлі сценарийлерде оның әлеуетін барынша арттырады.
