Súčasný stav globálnej fotovoltickej technológie
Rozvoj obnoviteľných zdrojov energie sa stal globálnou prioritou pri riešení energetickej transformácie a boja proti zmene klímy. Spomedzi technológií obnoviteľných zdrojov zaznamenala v posledných rokoch rýchly rast výroba fotovoltaickej (FV) energie, ktorá sa v mnohých krajinách stala čistým, nízkouhlíkovým a cenovo konkurencieschopným zdrojom energie. Len v roku 2020 svet pridal 127 GW novej fotovoltickej kapacity, čím sa celková inštalovaná kapacita zvýšila na 707 GW.
Dominujú kryštalické kremíkové solárne články a naberajú na popularite nové technológie.
Fotovoltaické články, hlavná zložka solárneho priemyslu, sa podľa materiálov a procesov delia na typy ako kryštalický kremík, tenkovrstvové, perovskitové a organické články. Kryštalické kremíkové články, známe svojou vysokou účinnosťou konverzie, bohatou dostupnosťou surovín a environmentálnou bezpečnosťou, zostávajú hlavnou technológiou vo veľkovýrobe.
Rozšírené prijatie technológie PERC (pasivovaný emitor a zadný článok) v posledných rokoch výrazne zvýšilo účinnosť kryštalických kremíkových článkov. Súčasne sa nové technológie, ako sú perovskitové články, stali horúcou témou výskumu na celom svete. Tieto články dosahujú laboratórne konverzné účinnosti porovnateľné s kryštalickým kremíkom a hoci ich industrializácia napreduje, pretrvávajú výzvy v oblasti rozširovania a zabezpečenia dlhodobej stability.
Vylepšené fotovoltaické systémy a diverzifikované aplikácie.
Fotovoltaické systémy napredujú v presnosti a škálovateľnosti. Zavedenie systémov s napätím 1 500 V teraz prekonáva starší štandard 1 000 V, čím zlepšuje bezpečnosť a spoľahlivosť siete a zároveň zvyšuje kvalitu výroby energie. Integrované aplikácie ako „FV + poľnohospodárstvo“, „FV + akvakultúra“ a „FV + architektúra“ sa rozširujú. Inovácie ako mikrosiete a inteligentné siete ďalej integrujú FV energiu s tradičnou elektrickou infraštruktúrou.
Trendy v globálnej fotovoltaickej technológii
Krajiny na celom svete zrýchľujú inovácie v celom hodnotovom reťazci fotovoltaiky ako strategický krok na podporu rozvíjajúcich sa odvetví. Úsilie sa zameriava na zlepšovanie materiálov, výroby a systémových aplikácií s cieľom znížiť náklady a zvýšiť konkurencieschopnosť.
Základné fotovoltaické komponenty sa vyvíjajú smerom k vyššej účinnosti a nižším nákladom.
Kryštalické kremíkové články s dobre etablovaným priemyselným ekosystémom budú naďalej dominovať výrobe. Budúce vylepšenia sa zamerajú na vyššiu účinnosť konverzie, zníženie spotreby materiálu a energie a nižšie výrobné náklady. Technológie ako perovskitové a tandemové solárne články predstavujú ďalšiu hranicu s značnými investíciami zameranými na zlepšenie výkonu a stability zariadení. Po vyriešení problémov s rozsiahlymi aplikáciami a spoľahlivosťou sa očakáva, že perovskitové články predefinujú trh s fotovoltaikou.
Rozširujúce sa aplikačné scenáre pre fotovoltaickú technológiu.
Krajiny prispôsobujú fotovoltaické aplikácie svojim jedinečným podmienkam a podporujú vývoj, ako je fotovoltaika integrovaná do budov (BIPV), plávajúce solárne farmy, poľnohospodárstvo integrované s fotovoltaikou a solárne prístrešky pre autá. Súvisiaci výskum kladie dôraz na špecializované produkty, integrované technológie riadenia a prevádzkové synergie s cieľom zvýšiť všestrannosť a výkon.
Rozvoj fotovoltaickej technológie v Číne
Počas obdobia 13. päťročného plánu sa čínska fotovoltaická technológia výrazne posunula vpred vďaka rýchlemu rastu priemyslu. Kľúčové komponenty, ako sú fotovoltaické články a moduly, dosiahli celosvetovo popredné výrobné kapacity, zatiaľ čo výrobné zariadenia pokročili smerom k úplnej lokalizácii. Integrácia inteligentných technológií do fotovoltaických systémov ďalej optimalizovala výkon.
Technológie fotovoltaických článkov a modulov svetovej triedy.
Do konca 13. päťročného plánu Čína prešla z tradičných polykryštalických článkov s hliníkovou zadnou stranou na pokročilé monokryštalické PERC články. Priemerná účinnosť konverzie kryštalických kremíkových článkov sa zvýšila z 18,5 % na začiatku obdobia na 22,8 %, čo odráža skok vpred vo výrobnej technológii.
Nové technológie ako TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction) a IBC (Interdigitated Back Contact) sa čoraz viac industrializujú a čínske podniky opakovane dosahujú svetové rekordy v efektívnosti výroby. Podobne pokroky v perovskitovej technológii umožnili čínskym výskumníkom vyrovnať sa svetovým lídrom v oblasti efektívnosti laboratórií a neustále napredujú smerom ku komercializácii.
Lokalizované a moderné výrobné zariadenia.
Čínske zariadenia na výrobu fotovoltaiky sa presunuli z nižšej triedy na vyššiu. Vysoká miera prispôsobenia, automatizácia a digitalizácia transformujú tento sektor na inteligentnú výrobnú veľmoc. Kľúčové komponenty, ako sú polysilikónové doštičky, články a moduly, sa teraz vyrábajú prevažne domácou technológiou.
Inteligentnejšie a efektívnejšie fotovoltaické systémy.
Nové technológie vrátane sledovacích systémov a konštrukcií s napätím 1 500 V zvyšujú výkon fotovoltaických systémov. Na prevádzku a údržbu systémov sa široko používajú inteligentné roboty, drony, analýza veľkých dát a pokročilé komunikačné technológie, čo ďalej zvyšuje ich výkon.
Trendy v čínskej fotovoltaickej technológii
Čína, ako najväčší svetový trh s fotovoltaikou, zohráva kľúčovú úlohu v inkubácii a aplikácii nových solárnych technológií. V budúcnosti sa krajina snaží stať lídrom v globálnych inováciách v oblasti industrializovaných fotovoltaických technológií.
Vyššia účinnosť fotovoltaických článkov.
Kryštalické kremíkové články si udržia dominanciu, pričom technológia PERC sa bude naďalej vyvíjať. Kryštalické kremíkové články typu N, využívajúce technológiu TOPCon alebo HJT, sa majú stať ďalšou mainstreamovou možnosťou, hneď ako sa dosiahne ich rovnováha medzi nákladovou efektívnosťou. Vysokovýkonné články, ako sú perovskitové a tandemové články, budú viesť k ďalším prelomom v oblasti efektívnosti s postupujúcou industrializáciou.
Vylepšené moduly s dvojitou prioritou: efektívnosť a spoľahlivosť.
Technológie ako polčlánkové, šindľové a viaczbernicové moduly sa dočkajú širšieho uplatnenia. Očakáva sa, že bifaciálne moduly, ktoré ponúkajú vyšší výkon, sa stanú bežnými, a to vďaka novým zapuzdrovacím materiálom a technikám, ktoré zlepšujú odolnosť.
Inteligentnejšie a rozmanitejšie fotovoltaické systémy.
Invertory sa budú vyvíjať smerom k vyšším výkonovým kapacitám, inteligentnej prevádzke a bezproblémovej integrácii s úložiskom energie. Inovácie v oblasti BIPV a ďalších nových aplikácií odomknú ďalšie príležitosti pre rozvoj fotovoltaiky a maximalizujú jej potenciál v rôznych scenároch.
