Состояние глобальной солнечной промышленности сегодня ориентируется на международные тарифы и внезапное решение Китая, которое может привести переизбытку рынка к концу 2018 года. Скорее всего, в краткосрочной перспективе это приведет к сокращению рентабельности отрасли и повышению важности технологического превосходства.
Ведущие производители солнечных элементов и солнечных панелей выпустят улучшенные продукты в 2018 и 2019 годах, что обеспечит преимущество как в эффективности, так и в экономике.
Некоторые из крупнейших достижений в области технологий получаются из улучшенных материалов, которые лучше подходят для преобразования солнечного света в электричество. Сегодня все солнечные панели полагаются либо на кристаллические кремниевые материалы (70% рынка), либо на тонкопленочные материалы, такие как теллурид кадмия (28% рынка). Оба материала имеют преимущества и недостатки.
Ни одна компания не производит кремниевые солнечные элементы лучше, чем SunPower. Пролукты X-серии компании, которые доступны сегодня, имеют 21,5% эффективности. Однако продукт будет использоваться только для нишевых предложений. Более дешевая P-серия компании имеет более широкие рыночные возможности и рейтинг эффективности 19% — выше верхнего предела диапазона для кремниевых панелей массового рынка, который составляет около 17%.
First Solar является бесспорным лидером технологий тонкопленочных солнечных батарей. В то время как панели Premium Series 6 дают около 17% солнечной эффективности, они компенсируют это меньшей ценой, чем кремниевые панели. Это позволило продемонстрировать впечатляющую рентабельность в последние годы благодаря быстро развивающемуся солнечному рынку.
Но параллельно и цена кремниевых фотопанелей падает, а их эффективность становится все выше.
Кроме того, рынок солнечной энергии может стать еще перспективнее благодаря внедрению новых системных конструкций и материалов.
3 новые эффективные солнечные технологии
- Двухсторонние солнечные панели
Двухсторонние солнечные батареи – удобное решение. Они могут достичь повышения мощности на 25% и снижения затрат на ватт на 20%.
Canadian Solar считает, что ее рыночная первая двухсторонняя панель может повысить эффективность с 18,3% до 23,8% при правильных условиях.
- Перовскитовые материалы
Новый класс материалов, называемых перовскитами, может в один прекрасный день обеспечить как дешевые фотопанели, так и высокий КПД. Исследователи считают, что эффективность солнечной энергии в 30% является вполне достижимой целью. Если они окажутся дешевыми и простыми в изготовлении, как ожидалось, то солнечные элементы третьего поколения могут привести к значительному снижению стоимости солнечной энергии.
К сожалению, перовскитовые материалы все еще сложно сделать коммерческой реальность. Остается одно серьезное препятствие: материалы довольно быстро разрушаются. Это может привести к резким потерям мощности в течение короткого периода времени для солнечного модуля, тем самым перечеркивая другие преимущества. Однако есть способы обойти это, например, совмещая перовскиты с кремнием. Стартап под названием Oxford PV недавно представил такую тандемную ячейку с эффективностью 27,3%. Если он окажется успешным и коммерчески жизнеспособным во время тестирования в 2019 году, то солнечная энергия третьего поколения может быть ближе к реальности, чем предполагают инвесторы.
- Квантовые технологии
Материалы с использованием квантовых точек намного дальше от коммерциализации, чем перовскиты. Но обещают буквально революцию. Квантовые точки — наночастицы полупроводниковых материалов, а полупроводники — основа вычислительной техники и солнечных элементов. Они крошечные — всего несколько нанометров в поперечнике, что в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса.
Эти нано-полупроводники достаточно малы, чтобы их можно было настроить в соответствии с солнечным спектром. Это означает, что солнечные элементы с квантовыми точками имеют теоретический предел эффективности в 70,4% по сравнению с 32% для односоставных кремниевых элементов.
Квантовые точки предлагают уникальное преимущество: они могут генерировать электричество даже ночью. Это связано с тем, что они могут быть настроены на инфракрасные длины волн в дополнение к видимым длинам волн света, хотя производство электричества и небольшое.