A napelem modulok hatékonysága 2050-re meghaladhatja a 35%-ot

A vezető napelemes intézményekből és vállalatokból álló nemzetközi kutatócsoport azonosította a legfontosabb K+F-trendeket a több{0}}terawattos fotovoltaikus energia új korszakában.

A csoport tagjai mindannyian részt vettek a 4. Terawatt Workshopban, amely a német Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE), az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Sziklás-hegység Nemzeti Ipari Tudományos és Technológiai Laboratóriuma (és Advance Japand's) által vezetett magas-szintű nemzetközi fotovillamos műhelymunka.

A Nature Energyben nemrégiben megjelent "Történelmi és jövőbeli tanulás a több{0}}terawattos fotovoltaikus új korszakhoz" című új tanulmányában a csoport a napelemek árának, teljesítményének és megbízhatóságának folyamatos javulását jósolja, valamint az erőforrás-felhasználásra, a károsanyag-kibocsátásra és az újrahasznosításra fordított figyelmet a jövőbeni tervezés és gyártás során.

"A napelem modulok hatékonysága 2050-re meghaladhatja a 35%-ot tandem szerkezetekkel" - mondta Andreas Bett, a Fraunhofer ISE igazgatója a pv magazinnak adott interjújában. Hozzátette, hogy a cella hatékonysága meghaladhatja a 36%-ot, alacsonyabb cella---modul veszteség mellett, mint jelenleg. "Az évszázad első felének végére a napelem modulok ára a kétszeresére csökkenhet."

Bett szerint a nagyobb hatékonyság és az alacsonyabb költségek egyaránt kritikusak lesznek az energiaátálláshoz, de a hatékonyságot tekinti a legfontosabb tényezőnek. "A nagyobb hatékonyság azt jelenti, hogy kevesebb anyagra és kevesebb földre van szükség a fotovoltaikus telepítésekhez, ami javítja a fenntarthatóságot és csökkenti a rendszer általános költségeit" - mondta, hozzátéve, hogy a napelem modulok élettartama "bizonyára" meghaladja a 40 évet.

A kutatók hangsúlyozták, hogy a napelem-ipar folyamatosan túlszárnyalta a modulköltség, a teljesítmény és az integráció korábbi előrejelzéseit. A tandem architektúrákban és a gyártásban újítások várhatók a PV-technológiák, például a kristályos szilícium (c-Si), a kadmium-tellurid (CdTe) és a réz, indium, gallium és dizelenid (CIGS) terén, lehetővé tehetik és kell is, hogy új szereplők lépjenek be a piacra, és ezáltal egy globálisan diverzifikáltabb cella- és modulellátási lánc alakuljon ki.

Azt is elmagyarázták, hogy az új tandem PV-technológiáknak egyértelműen meg kell határozniuk a teljesítményt, biztosítaniuk kell a kiszámítható energiakibocsátást, észlelniük kell a korai hibákat, és kezelniük kell az ismeretlen leromlási kockázatokat, mivel ez utóbbi a jelenlegi Si-modulok számára is kihívást jelent, és kritikus a feltörekvő perovszkit{0}}alapú technológiák számára.

A tanulmány azt vetíti előre, hogy a globális napenergia-gyártási kapacitás 2050-re elérheti a körülbelül 3 TW-ot, és rávilágít arra, hogy a fenntartható-tanulás már csökkentette a költségeket, és egyre fontosabb lesz a fotovillamos ipar számára a jövőbeli növekedéshez szükséges erőforrások biztosításához.

"A jövőbeli fotovillamos közösség találkozóinak témái, mint például a 4. Terawatt Workshop, amely tájékoztatta ezt a perspektívát, áttérhetnek a rendszer és a végfelhasználói szükségletek kielégítésére" - összegezték a tudósok. "A befektetések, a gyártás és az elfogadás ma globálisan átalakuló osztalékot fog fizetni holnap a gazdasági növekedés, a termelékenység, a munkahelyteremtés, valamint a környezetszennyezés és a szegénység csökkentése terén."

A kutatócsoportban a német Forschungszentrum Jülich GmbH, a japán szoláris üveggyártó AGC Inc, a finn LUT Egyetem, a kínai Jangce Naptechnológiai Intézet, az Egyesült Királyság perovszkit napelem-specialistája, az Oxford Photovoltaics Ltd., a kínai modulgyártó Trina Solar, a szaúd-arábiai KAUST Solar Center, a szaúd-arábiai KAUST Solar Center, valamint a King Abdullah Tudományegyetem (Abdullah New KA University) vettek részt a kutatócsoportban. Többek között Ausztrália, az amerikai First Solar vékony{2}filmgyártó, a japán Nemzeti Fejlett Ipartudományi és Technológiai Intézet (NEDO) és a szingapúri székhelyű Maxeon napelem-gyártó cég.