Branża energetyki słonecznej od dekad stara się obniżać koszty wytwarzania energii ze słońca. Teraz skupia się na tym, by panele były jeszcze bardziej wydajne.

Branża stara się oszczędzać na produkcji sprzętu – tym bardziej w obliczu rosnących cen surowców. Producenci przyspieszają prace nad postępem technologicznym: budują lepsze komponenty i stosują coraz bardziej wyrafinowane projekty, by wygenerować więcej energii elektrycznej z tej samej wielkości farm słonecznych.

Bloomberg cytuje słowa Xiaojing Sun, lidera globalnego badania rynku energii słonecznej w Wood Mackenzie: „Pierwsze 20 lat XXI wieku przyniosło ogromne obniżki cen paneli, ale w ciągu ostatnich dwóch lat tempo spadku zaczęło się wyraźnie wyrównywać. Na szczęście dzięki nowym technologiom czekają nas dalsze obniżki kosztów energii elektrycznej”.

Dalsza redukcja kosztów jest niezbędna, by przyspieszyć odejście od paliw kopalnych. Chociaż sieciowe farmy słoneczne są obecnie zazwyczaj tańsze niż nawet najbardziej zaawansowane elektrownie węglowe lub gazowe, konieczne będą dodatkowe oszczędności, aby połączyć czyste źródła energii z kosztowną technologią magazynowania, niezbędnej do całodobowego zasilania bezemisyjnego.

Większe fabryki, automatyzacja i bardziej wydajne metody produkcji przyniosły korzyści sektorowi: średni koszt panelu słonecznego spadł o 90 proc. od 2010 do 2020 roku.

Zwiększenie produkcji energii na panel oznacza, że deweloperzy mogą dostarczyć taką samą ilość energii elektrycznej przy mniejszych rozmiarach farm. Jest to potencjalnie kluczowe, ponieważ koszty ziemi, budowy, inżynierii i innego sprzętu nie spadły tak samo jak ceny paneli. Może się nawet okazać, że opłaca się dopłacić do bardziej zaawansowanej technologii.

Sieci o wyższej mocy już się pojawiają. Przez większość ostatniej dekady, większość paneli słonecznych produkowała maksymalnie około 400 watów energii elektrycznej. Na początku 2020 roku firmy zaczęły sprzedawać panele 500-watowe, a w czerwcu chińska firma Risen Energy Co. wprowadziła na rynek model 700-watowy.

Oto niektóre sposoby, ulepszania paneli solarnych:

Perowskit

Perowskit obiecuje przełom technologiczny. Cieńszy i bardziej przezroczysty niż tradycyjnie wykorzystywany polikrzem, perowskit mógłby zostać nałożony na istniejące panele słoneczne, by zwiększyć ich wydajność, lub zintegrowany ze szkłem, aby stworzyć „solarne” okna.

„Będziemy w stanie przenieść energię słoneczną na wyższy poziom. Ta nowa technologia pozwoli nam wnieść ogromny wkład w obniżenie emisji gazów cieplarnianych” – skomentował Kim Dohyung, główny badacz w zespole projektowym ds. perowskitu w Korea Electric Power Corp.

Panele bi-facial

Panele słoneczne zazwyczaj zyskują energię ze strony, która jest skierowana w stronę słońca, ale mogą również wykorzystywać tę niewielką ilość światła, które odbija się z powrotem od ziemi. Panele dwupłaszczyznowe zaczęły zyskiwać na popularności w 2019 roku, a producenci starali się uchwycić dodatkowe przyrosty energii elektrycznej poprzez zastąpienie nieprzezroczystego materiału nośnego specjalistycznym szkłem.

Polisilikon z domieszką

Inną zmianą, która może przynieść wzrost zyskanej mocy, jest przejście z dodatnio naładowanego materiału krzemowego stosowanego w panelach słonecznych na produkty ujemnie naładowane.

W łańcuchu dostaw energii słonecznej, ultra-rafinowany polikrzem jest formowany w prostokątne wlewki, które z kolei są krojone na ultra-cienkie kwadratowe płytki. Płytki te są następnie łączone w ogniwa, z których powstają panele słoneczne.

Materiał typu N jest wytwarzany poprzez domieszkowanie polikrzemu niewielką ilością pierwiastka z dodatkowym elektronem, takiego jak fosfor. Jest on droższy, ale może być nawet o 3,5 proc. bardziej wydajny niż obecnie stosowany materiał. Szacuje się, że produkty te zaczną przejmować udział w rynku w 2024 roku i staną się dominującym materiałem do 2028 roku.