Aurinkomoduulien hyötysuhde voi ylittää 35 % vuoteen 2050 mennessä

Kansainvälinen tutkimusryhmä johtavista aurinkosähkölaitoksista ja -yrityksistä on tunnistanut tärkeimmät T&K-trendit uudeksi moni-terawatin aurinkosähkön aikakaudelle.

Ryhmän jäsenet olivat kaikki osa 4. Terawatt Workshopia, joka on yksi korkean-tason kansainvälisistä aurinkoenergiatyöpajoista, joita johti saksalainen Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE), Yhdysvaltain energiaministeriön National Laboratory of the Rockies ja Advance Japanin tekniikka.

Uudessa artikkelissaan "Historia and future learning for the new aika of multi{0}terawatt photovoltaics", joka julkaistiin äskettäin Nature Energy -lehdessä, ryhmä ennustaa jatkuvaa parannuksia aurinkosähkön hinnoissa, suorituskyvyssä ja luotettavuudessa sekä kasvavaa huomiota resurssien käyttöön, päästöihin ja kierrätykseen tulevaisuuden suunnittelussa ja valmistuksessa.

"Aurinkomoduulien tehokkuus voi ylittää 35 prosenttia tandemrakenteiden avulla vuoteen 2050 mennessä", sanoi Andreas Bett, Fraunhofer ISE:n johtaja haastattelussa pv-lehdelle. Hän lisäsi, että solujen tehokkuus voi ylittää 36 %, jolloin solujen -to{5}}häviöt ovat pienemmät kuin nykyään. "Tämän vuosisadan ensimmäisen puoliskon loppuun mennessä aurinkomoduulien hinnat voivat laskea kaksinkertaiseksi."

Bett sanoi, että sekä korkeampi hyötysuhde että alhaisemmat kustannukset ovat kriittisiä energiasiirtymälle, mutta hän näkee tehokkuuden tärkeämpänä tekijänä. "Korkeampi hyötysuhde tarkoittaa, että aurinkosähköasennuksiin tarvitaan vähemmän materiaalia ja vähemmän maata, mikä parantaa kestävyyttä ja vähentää järjestelmän kokonaiskustannuksia", hän sanoi ja lisäsi, että aurinkomoduulien käyttöikä on "varmasti" yli 40 vuotta.

Tutkijat korostivat, että aurinkosähköteollisuus on jatkuvasti ylittänyt aiemmat ennusteet moduulien kustannuksista, suorituskyvystä ja integraatiosta. Innovaatioita tandem-arkkitehtuureissa ja valmistuksessa odotetaan aurinkosähköteknologioiden, kuten kiteisen piin (c-Si), kadmiumtelluridin (CdTe) ja kuparin, indiumin, galliumin ja diselenidin (CIGS) osalta, ja niiden pitäisi mahdollistaa uusien toimijoiden pääsy markkinoille ja luoda maailmanlaajuisesti monipuolisempi kennojen ja moduulien toimitusketju.

He selittivät myös, että uusien tandem-PV-tekniikoiden on määriteltävä selkeästi suorituskyky, varmistettava ennustettava energiantuotanto, havaittava varhaiset viat ja hallittava tuntemattomia hajoamisriskejä. Viimeinen on haaste myös nykyisille Si-moduuleille ja kriittinen perovskiitti{0}}pohjaisille teknologioille.

Tutkimuksessa ennustetaan, että maailmanlaajuinen aurinkoenergian tuotantokapasiteetti voisi saavuttaa noin 3 TW vuoteen 2050 mennessä, ja siinä korostetaan, että kestävä{2}}oppiminen on jo alentanut kustannuksia ja on yhä tärkeämpää aurinkosähköteollisuudelle tulevan kasvun tarvitsemien resurssien turvaamiseksi.

"Tulevien aurinkosähköyhteisön tapaamisten aiheet, kuten 4. Terawatt Workshop, joka kertoi tästä näkökulmasta, voivat siirtyä järjestelmän ja loppukäyttäjien tarpeiden käsittelemiseen", tutkijat päättelivät. "Investoinnit, valmistus ja käyttöönotto maksavat huomenna maailmanlaajuisesti muuttuvia osinkoja talouskasvun, tuottavuuden, työpaikkojen luomisen sekä saastumisen ja köyhyyden vähentämisenä."

Tutkimusryhmään kuuluivat tutkijat saksalaisesta Forschungszentrum Jülich GmbH:sta, japanilaisesta aurinkolasien valmistajasta AGC Inc:sta, Suomen LUT-yliopistosta, Kiinan Jangtse-aurinkoteknologiainstituutista, Iso-Britannian perovskiitti-aurinkoasiantuntija Oxford Photovoltaics Ltd:stä, kiinalainen moduulivalmistaja Trina Solar, Saudi-Arabian KAUST Solar Center, Saudi-Arabian KAUST Solar Center ja King Abdullah University of Science (KA) University of Science. Australia, yhdysvaltalainen ohut{2}filmivalmistaja First Solar, Japanin National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NEDO) ja singaporelainen aurinkosähkövalmistaja Maxeon.