Izvan sjaja: tiha revolucija u tehnologiji solarnih panela

Povijesno gledano, solarni paneli bili su povezani s elegantnim, crnim pravokutnicima postavljenim na krovu koji primaju sunčevu svjetlost i pretvaraju je u iskoristiv izvor energije. Ova osnovna vizualna slika pružala je sve informacije o tome kako solarni paneli rade, ali je bila vrlo ograničena u svom opsegu razumijevanja temeljne tehnologije, koja se sada razvila u dinamično tržište koje se brzo razvija, s mnogim smjerovima ovisno o inovacijama za buduću održivost kao i očekivanja potrošača.

Prva velika promjena na ovom tržištu nastala je zbog svojstava materijala silicija. Povijesno gledano, monokristalni silicij tipa P- bio je industrijski standard dugi niz godina i dokazano pruža visoku učinkovitost i veliku pouzdanost. Međutim, postoje fizička svojstva povezana sa stanicama tipa P- koja su dovela do činjenice da su stanice tipa P- podložne onome što je poznato kao svjetlo-inducirana degradacija (LID). LID je spor i progresivan gubitak učinkovitosti koji može uzrokovati gubitak ćelija tipa P- do značajnog postotka njihove nazivne snage tijekom prvih nekoliko godina rada.

Unesite silicijsku tehnologiju tipa N{0}}. Zamislite to kao čišći, otporniji početni materijal. Stanice tipa N- nisu osjetljive na LID. To znači da ploča izgrađena s ćelijama tipa N- počinje s vrhunskom izvedbom i tamo ostaje mnogo dulje. Rezultat? Znatno veća ukupna žetva energije tijekom životnog vijeka sustava. Ovaj prijelaz s tipa P- na tip N- najvažnija je tehnološka tranzicija u današnjoj industriji, pomicanjem vratnice sa samo "početne snage" na "životnu snagu".

U ovoj analogiji, N-type je Engine, a Bifaciality je revolucionarni novi faktor forme koji čini N-type Engine uistinu učinkovitim. Konvencionalni solarni moduli koriste mono-dizajn lica, što znači da prikupljaju samo sunčevu svjetlost koja pada na prednju (staklenu) stranu modula.

Bifacijalni solarni moduli koriste prozirne materijale i imaju mogućnosti generiranja električne energije i na prednjoj i na stražnjoj strani modula. Stražnja strana prima sunčevu svjetlost iz izravnih i neizravnih (reflektiranih i raspršenih) izvora sunčeve svjetlosti. Stražnja strana modula ima povećanu proizvodnju energije od reflektirane i difuzne svjetlosti s bijelih krovova, šljunka, travnjaka i pjeskovitog tla. Sve veći prinos energije bifacijalnog solarnog modula nije beznačajan fenomen; to je ogroman dobitak. Na temelju uvjeta na mjestu ugradnje, bifacijalni solarni moduli mogu proizvesti između 5%-25% više ukupne izlazne energije od sličnih ocijenjenih jednofacijalnih modula. Ovo smanjenje ekonomičnosti projekta omogućuje razvojnim inženjerima da isporuče više energije s manje površine, što dovodi do kontinuiranog rasta tržišta.

Napredne stanice trebaju naprednu zaštitu. Tradicionalni dizajn panela koristi polimernu poleđinu, koja može biti osjetljiva na habanje u okolišu, ulazak vlage i degradaciju tijekom desetljeća.

Odgovor je dvostruki-stakleni modul, gdje su i prednja i stražnja strana ploče od kaljenog stakla. Ovdje se ne radi samo o čvrstoći (iako nudi izuzetnu otpornost na opterećenje od tuče, vjetra i snijega). Dvostruka-staklena kapsulacija stvara hermetičku, -paro-otpornu barijeru koja praktički eliminira potencijalno izazvanu degradaciju (PID), glavnu prijetnju dugoročnim-izvedbama. Također povećava sigurnost od požara i dramatično poboljšava otpornost na abraziju od pijeska ili prašine. Ukratko, dvostruka-staklena konstrukcija je ono što omogućuje -bifacijalnoj ćeliji N-tipa visokih performansi da obeća i isporuči svoje 30+-godišnje jamstvo performansi.

Razvoj ćelija tipa N-, bifacijalni dizajn i dvostruka-staklena konstrukcija mijenjaju način na koji razmišljamo o PV tehnologiji.

Tradicionalno, postojala je cijena po vatu za svaku ploču (ili modul). Kao što znate, ovo se sada zamjenjuje složenijom metrikom koja se zove Izjednačeni trošak energije (LCOE), koja gleda na ukupnu cijenu fotonaponskog sustava tijekom njegovog životnog vijeka u usporedbi s količinom energije koju će taj sustav proizvesti u tom istom vremenskom razdoblju.

Dvostrana ploča (jer dobiva dodatnu energiju sa stražnje strane) koja se ne razgrađuje tako brzo (zbog upotrebe materijala tipa N- i kvalitetne konstrukcije) može imati značajno niži LCOE u usporedbi sa sličnom pločom koja ima prosječni LCOE. To znači da bifacijalna ploča ne samo da daje više energije, nego će također donijeti i dugoročni-financijski povrat, čak i ako je početna nabavna cijena viša od ekvivalentne standardne ploče.

Kao rezultat toga, najsofisticiraniji investitori i programeri sada prepoznaju da bi se trebali usredotočiti na ukupni energetski prinos i dugoročnu-pouzdanost, umjesto da jednostavno kupe najjeftiniji panel koji je danas dostupan na tržištu.

Perovskite Tandem solarne ćelije pozicionirane su kao "sljedeća granica" u učinkovitosti, što je veliko poboljšanje i predstavljat će novu generaciju solarne tehnologije. No, postoje rješenja za trenutnu "solarnu revoluciju" koja već postoje na tržištu. Konkretno, kombinacija n-tipa bifacijalnih, dvostruko-staklenih bifacialnih panela predstavlja vrhunac komercijalno i financijski isplative visoko-učinkovite solarne PV tehnologije. Ovo visoko{6}}učinkovito tehnološko rješenje nije ono čemu se solarno tržište povijesno vratilo, koje je uglavnom trebalo rasti uz vladine subvencije i bespovratna sredstva, već je prije dizajn i razvoj sadašnjih i budućih tržišta (koja su nedvojbeno puno mrežnija-konkurentnija) danas.

Razumijevanje evolucije solarne energije ključno je za buduće investitore. Potencijalni ulagači moraju shvatiti da ne kupuju samo fotonaponsku solarnu ploču, već kupuju održivu dugo{1}}životnu-imovinu koja proizvodi energiju s izvrsnim povratom tijekom dugog vremenskog okvira. Pitanje više nije "Koja je najniža cijena po vatu?" nego "Kolika će biti ukupna izlazna energija (koliko energije) tijekom životnog vijeka sredstva?" Moderna PV tehnologija nudi robusna i moćna rješenja za ova prijašnja i sadašnja pitanja.