Photosholec -voimalaitosten teknologisella kartalla eri maat ja yritykset ovat muodostaneet erottuvat teknologiset reitit niiden resurssitarjousten ja teollisuusetujen perusteella. Markkinoiden hallitsevasta kiteisestä piiteknologiasta, ohuiden filmin aurinkosähkön eriytettyyn kilpailuun ja nousevien tekniikoiden huippuluokan tutkimukseen tämä vuosikymmenien mittainen "tien taistelu" ei ole vain ajautunut jatkuvia läpimurtoja aurinkosähkön tehokkuudessa, vaan myös muokannut globaalin jakautumisen ainutlaatuisen arvonvälityksen, joka on ainutlaatuisen arvon jakautumisen kanssa.
1 Kristallipiitekniikka: Absoluuttinen valtavirta globaalista aurinkosähköistä
Kiteinen piitasekki, jolla on kypsyyttä ja kustannustehokkuutta, miehittää yli 90% aurinkosähkön voimalaitoksen maailmanmarkkinaosuudesta ja jaetaan edelleen kahteen päähaaraan: monokiteiseen pii- ja monikiteiseen piisiin. Kiina on johtava monokiteisen piipasolujen tehokkuutta, joka on parantanut monokiteisten piisolujen tehokkuutta 26,1%: iin ja vähentäneet kustannuksia alle 0,15 dollariin wattia kohti teknologisten innovaatioiden, kuten timanttilangan leikkaamisen ja Percin (passivoituneen päästöjen ja seläsolu) kautta). Changji, Xinjiang, 1,2GW: n monokiteinen pii-aurinkosähkön voimalaitos käyttää 182 mm: n suurikokoisia moduuleja, joiden kustannukset ovat vain 0,18 yuania kilowattitunnilla, mikä on 12% alhaisempi kuin perinteiset moduulit ja josta on tullut vertailukohta globaalille kohtuuhintaiselle verkkoon.
Monikiteinen piihitekniikka ylläpitää tiettyä osuutta Euroopan ja Amerikan markkinoilla, ja sen edut ovat yksinkertainen materiaalinvalmistus ja erinomainen säteilyvastus. Vaikka First Solarin monikiteisten piisoduulien tehokkuus on hiukan alhaisempi (19-20%), ne toimivat vakaasti korkean lämpötilan ja korkean säteilyn autiomaassa. Arizonan 550MW: n monikiteisen piin voimalaitoksen tehonvaimennusaste on 3 prosenttiyksikköä pienempi kuin monokiteinen pii 45 asteessa. Korean yritykset ovat lisänneet materiaalien puhtautta 99,999%: iin monikiteisen piiditekniikan valustamalla, mikä johtaa monikiteiseen piisolujen hyötysuhteeseen, joka on yli 22%, mikä on saanut suosion hajautetuissa aurinkosähkövoimalaitoksissa Saksassa.
Kiteisen piin tekniikan tulevaisuus on N-tyyppisten paristojen läpimurto. Kiinan TOPCON (tunnelioksidi passivointikontakti) -solut, Japanin HJT (heterojunction) -solut ja Euroopan IBC (yli sormen selkänoja) solut pyrkivät kaikki yli 27%: n tehokkuuteen. 100MW: n Topcon -voimalaitos Hefeissä, Anhui on lisännyt tehontuotantoa 8% verrattuna perinteisiin PERC -voimalaitoksiin; Japanin Hokkaidon HJT -demonstraation voimalaitos ylläpitää 95%: n lähtötehokkuutta jopa alhaisissa lämpötiloissa -20 asteessa, mikä tarjoaa uuden ratkaisun aurinkosähkösovelluksiin suurilla leveysalueilla.
2 ohutta kalvon aurinkosähköä: hajottaja eriytetyissä skenaarioissa
Vaikka ohutkalvojen aurinkosähkön markkinaosuus on alle 10%, ne ovat korvaamattomia aloilla, kuten BIPV (integroidut aurinkosähkön) ja joustavat skenaariot, muodostaen ekosysteemin täydentävän kiteistä piiliinitekniikkaa. Cadmium Telluride (CDTE) ohutkalvot ovat päävirtaisia ohutkalvojen aurinkosähkön. Ensimmäisen aurinkoenergian CDTE-moduulien Yhdysvalloissa on tehokkuus 22,1% ja tuotantokustannukset vain 0,12 dollaria wattia kohden, mikä tarjoaa kustannusetujen suurten maapallon voimalaitoksissa. Australian Katherine-aurinkosähkön voimalaitos, joka käyttää 4,2GW CDTE-moduuleja, on eteläisen pallonpuoliskon suurin ohutkalvo-aurinkosähkön voimalaitos. Sen heikko valovasteen suorituskyky on 15% korkeampi kuin kiteiset piidomoduulit, joten se on erityisen sopiva pilviseen säähän Pohjois -Australiassa.
Kupari Indium gallium -selenidi (CIGS) ohutkalvot tunnetaan joustavuudestaan. Saksan Meyer -hampurilaisen joustava komponentti, jonka paksuus on vain 0,3 mm, voidaan taivuttaa 5 cm: n sädekaariin ja sitä käytetään laajasti mobiiliskenaarioissa, kuten matkailuautoissa ja telttoissa. Norjan arktinen tutkimusasema kattaa tutkimusaluksen huipun CIGS -kalvolla, jotta laite on voimaa napapäivän aikana, ja sen kylmäkestävyys on varmistettu testillä -60 asteessa. Kiinan Hanergy -ryhmä pyrkii verhojen seinien rakentamisen alalla. Shanghain pilvenpiirtäjän BIPV -projekti käyttää värillisiä CIGS -ohutkalvokomponentteja, jotka eivät vain vastaa arkkitehtuurin esteettisiä tarpeita, vaan myös saavuttavat vuotuisen sähköntuotannon 120000 kWh.
Perovskite -ohutkalvot ovat eniten nouseva voima. Ison -Britannian Oxfordin yliopiston kehittämän perovskiittimoduulin tehokkuus on 31,3%, ja raaka -aineiden kustannukset ovat vain 1/20 kiteisestä piista. Saudi-Arabian Neom Future City aikoo rakentaa maailman ensimmäisen GW-tason Perovskite-aurinkovoimalaitoksen hyödyntämällä runsaasti paikallisia valovaroja ja yhdistämällä perovskiitin korkean lämpötilan vakauden, jotta sähkökustannukset vähentäisivät 0,01 Yhdysvaltain dollareita kilowattituntia kohden. Perovskiitin kestävyyttä on kuitenkin vielä parannettava. Sveitsin ulkokokeet ovat osoittaneet, että Perovskite -komponenttien nykyinen elinikä ultraviolettivalossa on noin 2000 tuntia, mikä on vain 1/5 kiteisen piin. Yritykset ympäri maailmaa parantavat vakauttaan pakkaustekniikan avulla.
3 nousevaa tekniikkaa: aurinkosähkötutkimuksen rajat ylittävä tulevaisuuden tutkimus
Aurinkosähkön integrointi muihin tekniikoihin on aiheuttanut mielikuvituksellisempia sovellusskenaarioita. Stouran ja aurinkoenermisen hybridijärjestelmä on validoitu Espanjan Andasolin voimalaitoksella. Se tuottaa sähköä keskittyneen aurinkosähkön (CPV) kautta ja käyttää jätealuetta lämmitykseen, saavuttaen kattavan energian hyödyntämistehokkuuden 80%, mikä on 50% korkeampi kuin puhdas aurinkosähkövoimalaitokset. Israelin SDE Bokerin aurinkoenergiatutkimuskeskus on kehittänyt aurinkosähköä+meriveden suolanpoistojärjestelmän, joka voi tuottaa 1,5 litraa makeaa vettä kilowatti -tunti sähköä, jolla on strateginen arvo Lähi -idän autiomaassa.
Avaruusvaloesto on lopullinen tekninen unelma. NASA: n "Solar Power Satellite" -ohjelma yrittää ottaa käyttöön aurinkosähkön voimalaitokset maapallon kiertoradalla, välittämällä sähköä takaisin maahan mikroaaltouunien avulla, joiden tehokkuus ei vaikuta päivällä, yöllä ja säällä. Japanin Jaxa on suorittanut 10 kW: n avaruusvalovoiman prototyypin testauksen ja aikoo rakentaa megawatt -tason demonstraatiojärjestelmän vuoteen 2030 mennessä. Kiinan "Tiangong" -asema on myös varustettu joustavilla aurinkosähkömoduuleilla, ja sähköntuotantotehokkuus on 30%, mikä on keräänyt teknistä kokemusta avaruushuollon aurinkosähkön.
Globaalin aurinkosähköteknologian "monipuolinen rinnakkaiselo" on pohjimmiltaan heijastus eri skenaarioiden tarpeista. Kiteinen piisitekniikka etsii tasapainoa tehokkuuden ja kustannusten välillä, ohutkalvotekniikka tutkii erityisskenaarioiden rajoja ja nousevat tekniikat viittaavat tulevaisuuden mahdollisuuksiin. Tämä teknologiakilpailu ilman "lopullista vastausta" muuttaa aurinkosähkölaitoksia yhdestä sähköntuotantolaitteesta energiainfrastruktuuriksi, joka on syvästi integroitu rakennuksiin, kuljetukseen ja tilaan, nopeuttaen globaalin energianmuutoksen vauhtia.