Hali ya Sasa ya Teknolojia ya Photovoltaic ya Duniani
Maendeleo ya nishati mbadala yamekuwa kipaumbele cha kimataifa katika kushughulikia mpito wa nishati na kupambana na mabadiliko ya hali ya hewa. Miongoni mwa teknolojia mbadala, uzalishaji wa umeme wa photovoltaic (PV) umepata ukuaji wa haraka katika miaka ya hivi karibuni, ukiibuka kama chanzo cha nishati safi, chenye kaboni kidogo, na chenye ushindani wa gharama katika nchi nyingi. Mnamo 2020 pekee, dunia iliongeza 127 GW ya uwezo mpya wa PV, na kuleta jumla ya uwezo uliowekwa hadi 707 GW.
Seli za jua za silikoni zenye fuwele hutawala, huku teknolojia zinazoibuka zikipata mvutano.
Seli za PV, sehemu kuu ya tasnia ya nishati ya jua, zimegawanywa kulingana na vifaa na michakato katika aina kama vile silicon ya fuwele, filamu nyembamba, perovskite, na seli za kikaboni. Seli za silicon za fuwele, zinazojulikana kwa ufanisi wao wa juu wa ubadilishaji, upatikanaji mwingi wa malighafi, na usalama wa mazingira, zinabaki kuwa teknolojia kuu katika uzalishaji mkubwa.
Kupitishwa kwa teknolojia ya PERC (Passivated Emitter na Rear Cell) kumeongeza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa seli za silicon za fuwele katika miaka ya hivi karibuni. Wakati huo huo, teknolojia zinazoibuka kama vile seli za perovskite zimekuwa mada moto ya utafiti duniani kote. Seli hizi zinafikia ufanisi wa ubadilishaji wa maabara unaofanana na silicon ya fuwele, na huku ukuaji wao wa viwanda ukiendelea, changamoto zinabaki katika kupanuka na kuhakikisha utulivu wa muda mrefu.
Mifumo ya PV iliyoboreshwa na matumizi mbalimbali.
Mifumo ya photovoltaic inasonga mbele katika usahihi na uwezo wa kupanuka. Kupitishwa kwa mifumo ya 1,500V sasa kunazidi kiwango cha zamani cha 1,000V, na kuboresha usalama na uaminifu wa gridi huku ikiimarisha ubora wa uzalishaji wa umeme. Matumizi jumuishi kama vile "PV + kilimo," "PV + kilimo cha majini," na "PV + usanifu" yanapanuka. Ubunifu kama vile gridi ndogo na gridi mahiri unaunganisha zaidi nguvu ya PV na miundombinu ya umeme ya jadi.
Mitindo katika Teknolojia ya Kimataifa ya Photovoltaic
Nchi duniani kote zinaongeza kasi ya uvumbuzi katika mnyororo wa thamani wa PV kama hatua ya kimkakati ya kukuza viwanda vinavyoibuka. Jitihada zinalenga katika kuendeleza vifaa, utengenezaji, na matumizi ya mfumo ili kupunguza gharama na kuongeza ushindani.
Vipengele vya PV vya msingi vinabadilika kuelekea ufanisi mkubwa na gharama za chini.
Seli za silicon zenye fuwele, zenye mfumo ikolojia imara wa viwanda, zitaendelea kutawala uzalishaji. Maboresho ya siku zijazo yatazingatia ufanisi mkubwa wa ubadilishaji, matumizi ya nyenzo na nishati yaliyopunguzwa, na gharama za chini za utengenezaji. Teknolojia kama vile perovskite na seli za jua za sanjari zinawakilisha mpaka unaofuata, zikiwa na uwekezaji mkubwa unaolenga kuboresha utendaji na uthabiti wa kifaa. Mara tu masuala ya matumizi makubwa na uaminifu yanapotatuliwa, seli za perovskite zinatarajiwa kufafanua upya mandhari ya soko la PV.
Kupanua hali za matumizi kwa teknolojia ya PV.
Nchi zinabadilisha matumizi ya PV kulingana na hali zao za kipekee, zikikuza maendeleo kama vile Jengo la Photovoltaic Jumuishi (BIPV), mashamba ya nishati ya jua yanayoelea, kilimo kilichounganishwa na PV, na viwanja vya magari vya nishati ya jua. Utafiti unaohusiana unasisitiza bidhaa maalum, teknolojia za udhibiti jumuishi, na ushirikiano wa uendeshaji ili kuongeza utofauti na utendaji.
Maendeleo ya Teknolojia ya Photovoltaic ya China
Wakati wa kipindi cha 13 cha Mpango wa Miaka Mitano, teknolojia ya fotovoltaiki ya China ilisonga mbele kwa kiasi kikubwa, ikichochewa na upanuzi wa haraka wa tasnia. Vipengele muhimu kama vile seli za PV na moduli zilifikia uwezo wa uzalishaji unaoongoza duniani, huku vifaa vya utengenezaji vikiendelea kuelekea ujanibishaji kamili. Ujumuishaji wa teknolojia janja katika mifumo ya PV umeboresha utendaji zaidi.
Teknolojia za seli na moduli za PV za kiwango cha dunia.
Kufikia mwisho wa Mpango wa Miaka Mitano wa 13, Uchina ilikuwa imebadilika kutoka seli za kitamaduni za alumini zenye polikristaro hadi seli za PERC zenye monokristaro zilizoendelea. Ufanisi wa wastani wa ubadilishaji wa seli za silikoni zenye fuwele uliongezeka kutoka 18.5% mwanzoni mwa kipindi hicho hadi 22.8%, ikionyesha hatua ya mbele katika teknolojia ya uzalishaji.
Teknolojia zinazoibuka kama vile TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT (Heterojunction), na IBC (Interdigitated Back Contact) zinazidi kuwa za viwandani, huku makampuni ya Kichina yakiweka rekodi za dunia mara kwa mara kwa ufanisi wa uzalishaji. Vile vile, maendeleo katika teknolojia ya perovskite yamewaruhusu watafiti wa China kulinganisha viongozi wa kimataifa katika rekodi za ufanisi wa maabara, huku maendeleo yanayoendelea kuelekea biashara.
Vifaa vya utengenezaji vilivyotengenezwa ndani na vya hali ya juu.
Vifaa vya utengenezaji wa PV vya China vimebadilika kutoka uzalishaji wa kiwango cha chini hadi uzalishaji wa kiwango cha juu. Ubinafsishaji wa hali ya juu, otomatiki, na udijitali vinabadilisha sekta hiyo kuwa nguvu ya utengenezaji yenye akili. Vipengele muhimu kama vile wafers za polisilicon, seli, na moduli sasa vinazalishwa zaidi kwa kutumia teknolojia ya ndani.
Mifumo ya PV nadhifu na yenye ufanisi zaidi.
Teknolojia mpya, ikiwa ni pamoja na mifumo ya ufuatiliaji na miundo ya 1,500V, zinaongeza uzalishaji wa nguvu wa mifumo ya PV. Roboti zenye akili, ndege zisizo na rubani, uchanganuzi wa data kubwa, na teknolojia za mawasiliano za hali ya juu hutumika sana kwa ajili ya uendeshaji na matengenezo ya mfumo, na hivyo kuongeza utendaji kazi zaidi.
Mitindo katika Teknolojia ya Umeme ya Umeme ya China
Kama soko kubwa zaidi la PV duniani, China ina jukumu muhimu katika kukuza na kutumia teknolojia mpya za jua. Katika kusonga mbele, nchi hiyo inalenga kuongoza uvumbuzi wa kimataifa katika teknolojia za PV zilizoendelea kiviwanda.
Ufanisi wa juu zaidi kwa seli za PV.
Seli za silicon zenye fuwele zitadumisha utawala, huku teknolojia ya PERC ikiendelea kubadilika. Seli za silicon zenye fuwele za aina ya N, zinazotumia teknolojia ya TOPCon au HJT, ziko tayari kuwa chaguo kuu linalofuata mara tu usawa wao wa gharama na ufanisi unapokomaa. Seli zenye utendaji wa hali ya juu kama vile perovskite na seli za tandem zitasababisha mafanikio zaidi katika ufanisi kadri ukuaji wa viwanda unavyoendelea.
Moduli zilizoboreshwa zenye vipaumbele viwili: ufanisi na uaminifu.
Teknolojia kama vile moduli za nusu-seli, shingled, na multi-busbar zitatumika kwa upana zaidi. Moduli za bifacial, zinazotoa uzalishaji wa umeme wa juu, zinatarajiwa kuwa maarufu, zikiungwa mkono na nyenzo na mbinu mpya za ufungashaji zinazoboresha uimara.
Mifumo ya PV nadhifu zaidi na yenye utofauti zaidi.
Vigeuzi vitabadilika kuelekea uwezo wa juu wa nguvu, shughuli za akili, na muunganisho usio na mshono na hifadhi ya nishati. Ubunifu katika BIPV na programu zingine mpya utafungua fursa za ziada za ukuzaji wa PV, na kuongeza uwezo wake katika hali mbalimbali.
