Dabartinė pasaulinės fotovoltinės technologijos padėtis
Atsinaujinančiosios energijos plėtra tapo pasauliniu prioritetu sprendžiant energetikos pertvarkos klausimus ir kovojant su klimato kaita. Tarp atsinaujinančiosios energijos technologijų fotovoltinė (FV) energijos gamyba pastaraisiais metais sparčiai augo ir daugelyje šalių tapo švariu, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančiu ir konkurencingu energijos šaltiniu. Vien 2020 m. pasaulyje buvo įrengta 127 GW naujų FV pajėgumų, todėl bendra įrengta galia pasiekė 707 GW.
Dominuoja kristalinio silicio saulės elementai, o populiarumą įgauna naujos technologijos.
Fotovoltiniai elementai, pagrindinis saulės energijos pramonės komponentas, pagal medžiagas ir procesus skirstomi į tokius tipus kaip kristalinio silicio, plonasluoksniai, perovskito ir organiniai elementai. Kristalinio silicio elementai, žinomi dėl didelio konversijos efektyvumo, gausaus žaliavų prieinamumo ir aplinkos saugumo, išlieka pagrindine technologija didelio masto gamyboje.
Pastaraisiais metais plačiai paplitus PERC (pasyvuoto emiterio ir galinio elemento) technologijos pritaikymui, kristalinio silicio elementų efektyvumas gerokai išaugo. Tuo pat metu tokios naujos technologijos kaip perovskito elementai tapo karšta tyrimų tema visame pasaulyje. Šie elementai pasiekia laboratorinį konversijos efektyvumą, panašų į kristalinio silicio, ir nors jų industrializacija vyksta, išlieka iššūkių, susijusių su mastelio keitimu ir ilgalaikio stabilumo užtikrinimu.
Patobulintos PV sistemos ir įvairios pritaikymo galimybės.
Fotovoltinės sistemos tobulėja tikslumo ir mastelio keitimo požiūriu. 1 500 V sistemų diegimas dabar viršija senesnį 1 000 V standartą, pagerindamas tinklo saugumą ir patikimumą, kartu gerindamas elektros energijos gamybos kokybę. Integruotos programos, tokios kaip „FV + žemės ūkis“, „FV + akvakultūra“ ir „FV + architektūra“, plečiasi. Tokios inovacijos kaip mikro tinklai ir išmanieji tinklai dar labiau integruoja FV energiją su tradicine elektros energijos infrastruktūra.
Pasaulinės fotovoltinės technologijos tendencijos
Visame pasaulyje šalys spartina inovacijas visoje FV vertės grandinėje kaip strateginį žingsnį siekiant skatinti besiformuojančias pramonės šakas. Pastangos sutelktos į medžiagų, gamybos ir sistemų taikymo tobulinimą, siekiant sumažinti sąnaudas ir padidinti konkurencingumą.
Pagrindiniai FV komponentai tobulėja siekiant didesnio efektyvumo ir mažesnių sąnaudų.
Kristalinio silicio elementai, turintys gerai įsitvirtinusią pramoninę ekosistemą, ir toliau dominuos gamyboje. Būsimi patobulinimai bus sutelkti į didesnį konversijos efektyvumą, mažesnį medžiagų ir energijos suvartojimą bei mažesnes gamybos sąnaudas. Tokios technologijos kaip perovskito ir tandeminiai saulės elementai yra kita sritis, kurioje didelės investicijos skirtos įrenginių našumui ir stabilumui gerinti. Tikimasi, kad išsprendus didelio masto taikymo ir patikimumo problemas, perovskito elementai iš naujo apibrėš FV rinkos kraštovaizdį.
Plėtojami FV technologijos taikymo scenarijai.
Šalys pritaiko FV taikymą prie savo unikalių sąlygų, skatindamos tokias technologijas kaip į pastatus integruotos fotovoltinės sistemos (BIPV), plūduriuojančios saulės energijos jėgainės, FV integruotas žemės ūkis ir saulės automobilių stoginės. Susiję tyrimai pabrėžia specializuotus produktus, integruotas valdymo technologijas ir veiklos sinergiją, siekiant padidinti universalumą ir našumą.
Kinijos fotovoltinių technologijų plėtra
13-ojo penkmečio plano laikotarpiu Kinijos fotovoltinės technologijos gerokai pažengė į priekį, o tai lėmė sparti pramonės plėtra. Pagrindiniai komponentai, tokie kaip fotovoltiniai elementai ir moduliai, pasiekė pasaulyje pirmaujančius gamybos pajėgumus, o gamybos įranga buvo visiškai lokalizuota. Pažangių technologijų integravimas į fotovoltines sistemas dar labiau optimizavo našumą.
Pasaulinio lygio PV elementų ir modulių technologijos.
Iki 13-ojo penkmečio plano pabaigos Kinija perėjo nuo tradicinių polikristalinių aliuminio pagrindo elementų prie pažangių monokristalinių PERC elementų. Vidutinis kristalinio silicio elementų konversijos efektyvumas padidėjo nuo 18,5 % laikotarpio pradžioje iki 22,8 %, o tai rodo gamybos technologijų šuolį.
Naujos technologijos, tokios kaip TOPCon (tunelinis oksido pasivuotasis kontaktas), HJT (heterojungtis) ir IBC (sujungtasis atgalinis kontaktas), tampa vis labiau industrializuotos, o Kinijos įmonės ne kartą pasiekė pasaulinius gamybos efektyvumo rekordus. Panašiai ir perovskito technologijos pažanga leido Kinijos tyrėjams prilygti pasauliniams lyderiams laboratorinio efektyvumo srityje, nuolat siekiant komercializavimo.
Lokalizuota ir pažangi gamybos įranga.
Kinijos fotovoltinių įrenginių gamybos įranga pasikeitė iš žemos klasės į aukštos klasės gamybą. Dėl didelio pritaikymo, automatizavimo ir skaitmeninimo sektorius tampa išmaniosios gamybos jėgaine. Pagrindiniai komponentai, tokie kaip polikristalinio silicio plokštelės, elementai ir moduliai, dabar daugiausia gaminami naudojant vietines technologijas.
Išmanesnės ir efektyvesnės PV sistemos.
Naujos technologijos, įskaitant sekimo sistemas ir 1500 V konstrukcijas, didina FV sistemų galią. Sistemų valdymui ir priežiūrai plačiai naudojami išmanūs robotai, dronai, didelių duomenų analizė ir pažangios ryšių technologijos, kurios dar labiau pagerina našumą.
Kinijos fotovoltinių technologijų tendencijos
Kinija, kaip didžiausia pasaulyje FV rinka, atlieka pagrindinį vaidmenį kuriant ir taikant naujas saulės energijos technologijas. Ateityje šalis siekia tapti pasauline inovacijų lydere industrializuotų FV technologijų srityje.
Didesnis PV elementų efektyvumas.
Kristalinio silicio elementai išlaikys dominavimą, o PERC technologija toliau vystysis. N tipo kristalinio silicio elementai, naudojantys TOPCon arba HJT technologiją, taps kitu pagrindiniu pasirinkimu, kai tik bus pasiekta jų ekonomiškumo pusiausvyra. Didelio našumo elementai, tokie kaip perovskito ir tandeminiai elementai, skatins tolesnį efektyvumo proveržį, industrializacijai progresuojant.
Patobulinti moduliai su dviem prioritetais: efektyvumu ir patikimumu.
Plačiau bus naudojamos tokios technologijos kaip puscelės, čerpėmis dengti ir daugiašyniniai moduliai. Tikimasi, kad dvifaziai moduliai, užtikrinantys didesnę energijos gamybą, taps populiarūs, juos papildys naujos hermetizavimo medžiagos ir metodai, kurie pagerina patvarumą.
Išmanesnės, įvairesnės PV sistemos.
Inverteriai vystysis siekiant didesnės galios, išmanaus veikimo ir sklandaus integravimo su energijos kaupimo sistemomis. BIPV ir kitų naujų pritaikymo sričių inovacijos atvers papildomas galimybes FV plėtrai, maksimaliai padidindamos jų potencialą įvairiuose scenarijuose.
