Fotowoltaika w tandemie krzem-perowskit przekroczyła kolejną barierę
Czołowy chiński producent ogniw i paneli fotowoltaicznych pochwalił się nowym rekordem sprawności tandemowego ogniwa składającego się z warstwy krzemu i perowskitu. Co istotne, rekordowe ogniwo ma standardowe, przemysłowe wymiary, co przybliża technologię opracowaną przez Chińczyków do seryjnej produkcji.
O ile komercjalizacja ogniw fotowoltaicznych bazujących wyłącznie na perowskicie idzie stosunkowo wolno, o tyle czołowi producenci ogniw i paneli fotowoltaicznych coraz częściej widzą w perowskicie rozwiązanie, które pomoże im zrobić kolejny skok technologiczny w rozwoju mainstreamowych ogniw PV bazujących na krzemie. A to dzięki możliwości nałożenia na ogniwo krzemowe warstwy perowskitowej, co może istotnie zwiększyć sprawność fotowoltaiki nawet w stosunku do rozwijanych obecnie i wchodzących do produkcji najwydajniejszych ogniw TOPCon, HJT czy IBC.
Za połączenie w ogniwach fotowoltaicznych krzemu i perowskitu zabrała się między innymi chińska firma Trinasolar, która teraz ogłosiła ustanowienie nowego rekordu sprawności tandemowego ogniwa fotowoltaicznego zawierającego warstwy krzemu i perowskitu. W testach przeprowadzonych przez niemiecki instytut Fraunhofer ISE ogniwo krzemowo-perowskitowe dostarczone przez chińskiego producenta uzyskało sprawność na poziomie 31,1%.
Co istotne, ogniwo zbadane przez niemieckich naukowców z Fraunhofer ISE zostało wykonane w dużym, produkcyjnym rozmiarze 210 x 155 mm. Wcześniej Trinasolar ogłosiła jeszcze lepszy wynik sprawności ogniwa z krzemu i perowskitu, wynoszący 34,2%, jednak został on osiągnięty na próbce ogniwa o znacznie mniejszym rozmiarze.
Jak podkreślił chiński producent, wynik ogłoszony przez Fraunhofer ISE to jego drugie osiągnięcie w zakresie tandemowej fotowoltaiki w ciągu ostatniego miesiąca. Wcześniej Trinasolar ogłosiła opracowanie modułu PV złożonego z tandemowych ogniw krzemowo-perowskitowych, którego moc wyniosła aż 808 Wp, co jest jednym z najwyższych wyników na globalnym rynku PV.
Współpraca z Oxford PV
O tym, że Trinasolar coraz poważniej myśli o wprowadzeniu na rynek modułów fotowoltaicznych bazujących na ogniwach z krzemu i perowskitu, świadczy współpraca nawiązana z najważniejszą europejską firma, która działa w tym obszarze. Oxford PV, założony przez Brytyjczyków z Uniwersytetu Oxforda, rozwija obecnie produkcję ogniw krzemowo-perowskitowych w niemieckiej fabryce położonej pod Berlinem.
Dzięki porozumieniu Trinasolar uzyskała prawa do sprzedaży produktów Oxford PV na terenie Chin. Jak podkreślił w komunikacie Oxford PV, współpraca z chińskim producentem jest potwierdzeniem założenia, że technologie PV bazujące na perowskicie są przyszłością fotowoltaiki.
Komercjalizacja perowskitów już bisko?
Zarówno Oxford PV, jak i Trinasolar nie informują na razie o tempie degradacji początkowej sprawności opracowywanych przez te firmy ogniw krzemowo-perowskitowych – zwłaszcza warstwy perowskitowej. Duża podatność na degradację ogniw z perowskitu była dotychczas uznawana za największą barierę w komercjalizacji tej technologii w fotowoltaice.
We wrześniu zeszłego roku Oxford PV wydał komunikat, który może świadczyć o przybliżeniu się do komercjalizacji perowskitów na rynku solarnym. Firma poinformowała o pierwszej dostawie modułów wykonanych z krzemu i perowskitu, których sprawność miała wynosić 24,5% co jest jednym z lepszych wyników w globalnym przemyśle PV (i podstawą do osiągnięcia w przyszłości znacznie wyższych sprawności). Więcej na ten temat w artykule: Perowskity doczekały się komercjalizacji. Pierwsza dostawa paneli.
Pierwsza duża fabryka modułów fotowoltaicznych z perowskitu
O sukcesach w rozwoju technologii perowskitowej w ostatnich miesiącach informowali przede wszystkim Chińczycy. Jedna z firm z Państwa Środka zakomunikowała nawet uruchomienie pierwszej wielkoskalowej fabryki modułów fotowoltaicznych wykonanych wyłącznie z perowskitu. Więcej na ten temat w artykule: Fabryka paneli fotowoltaicznych z perowskitu ruszyła w Chinach.
Piotr Pająk
piotr.pajak@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
Opłacalność PV zaczęła się w momencie, gdy produkcyjne panele PV przekroczyły sprawność 15%. Wzrost temu nie towarzyszy jednak zmiana świadomości społeczeństw.Model scentralizowanej dystrybucji energii – to koncentracja dochodów i prawa o decydowaniu o cenach wszelakich dóbr i usług w rękach 4% ludności danego kraju.To te 4 % (często za pomocą polityków) decyduje o losie pozostałych 96% ludzi. OZE w tym PV mają w związku z tym i w tej sytuacji dwa wyjścia: sprzedaż za półdarmo dla tej 4% grupy cwaniaków by Oni wzmacniali swój Monopol bogacąc się przy okazji a tym NADAL poddawać się OPODATKOWANIU przymusowemu które nazywa się ,,opłaty za dystrybucję” , opodatkowaniu ustalanemu co do wysokości przez 4% społeczeństwa albo zaprzestanie uczestniczenia w bogaceniu się wyżej opisanej mafii poprzez nauczenie się,a następnie przejście na off-grid. I tutaj obecne, oraz przyszłe, malejące ceny magazynów energii w połączeniu z pokonaniem kolejnej bariery ekonomicznej jaką jest produkcja paneli PV o sprawności powyżej 25 % przy jednoczesnych cenach zakupu poniżej 0,6 zł/W w wystarczającym stopniu wskazują kierunki rozwoju.
@alladyn – akurat wzrost wydajności z 20 na 25% sprawia jedynie, że do zamontowania 1 kWp potrzebujesz ok. 4 m2 zamiast 5 m2. TYLE. Nie ma przeliczenia na koszt instalacji, chyba że w cenie konstrukcji montażowej i kabli. Opłacalność PV też nie miała związku z wydajnością, tylko ceną instalacji oraz ceną prądu (z dystrybucją). Chyba jakiś nowy model biznesu uprawiasz.
@alladyn-solar-batt – niestety Monopole opanowały nie tylko produkcję i dystrybucję energii ale próbują zawłaszczyć każdy dział gospodarki. Pod płaszczykiem dbania o nasze bezpieczeństwo, środowisko czy o jakość jesteśmy oplatani przez setki przepisów i regulacji za których wprowadzeniem stoją wielkie korporacje. Najgorsze w naszym przypadku są korporacje państwowe które przez swoje powiązania z politykami potrafią zmieniać prawo dla swoich korzyści a ze stratą dla zwykłego obywatela.
Do Jasiek: bardzo rzeczowa i trafna argumentacja.Odnosi się ona do stanu jaki jest, jaki widzimy.Przyczyną jest fakt, że 4% polskiego społeczeństwa (nazwijmy ich pracownikami energetyki) wyzałatwiało sobie ,,przez swoje powiązania z politykami potrafią zmieniać prawo dla swoich korzyści a ze stratą dla zwykłego obywatela” inne zasady (specjalne, nie rynkowe) funkcjonowania w biznesie z prawem okradania pozostałych 96% społeczeństwa. Drugą jeszcze istotniejszą przyczyną jest to, że ta reszta – to akceptuje (co do zasady). Akceptuje- bo nie zrzesza się w celu osiągnięcia takiej liczebności, która zdolna będzie zlikwidować monopol, i zmusić do gry rynkowej.
Do Sprzedawca PV: ,,Opłacalność PV też nie miała związku z wydajnością, tylko ceną instalacji oraz ceną prądu (z dystrybucją). Chyba jakiś nowy model biznesu uprawiasz.” Opłacalność nie jest pojęciem adekwatnym do inwestowania w prywatne PV ponieważ kluczowe do oceny sensowności (tak w miejscu słowa opłacalność trafnie można mówić o sensowności) są warunki eksploatacji rozumiane jako to wszystko co robimy z pozyskanym prądem.Dla łatwiejszego zrozumienia tematu ,,ważniejsze są warunki eksploatacji” wskażmy to jak skutecznie i na jakim poziomie posiadacz prywatnego PV osiągnął s k u t e k w postaci u n i k n i ę c i a zakupu określonej ilości kWh wraz z kosztami Dystrybucji. Porównajmy koszt zakupu instalacji PV (prywatnie) do kosztu zakupu samochodu bez, albo do podobnego- kosztu zakupu innego modelu z instalacją LPG. W pierwszym przypadku zakupu samochodu bez instalacji LPG = konieczności utrzymania 100% kosztu monopoli rafineryjnych.Z kolei w drugim przypadku (zakup pojazdu z instalacją LPG) 45% niższa cena zakupu paliwa w całym okresie eksploatacji sprawia że (w porównaniu) można użyć potocznego słowa ,,opłaca się”. Co innego – gdy inwestor wkłada kapitał (zamiast do Banku) – komercyjne PV robiąc to z reguły na warunkach określonych w wynegocjowanym kontrakcie ,,sprzedaży prądu” (co mu wolno na podstawie Koncesji, odmiennie niż Prosumentów który koncesji nie posiada nie ponosząc związanych z nią kosztów). W drugim (komercyjnym wydaniu) jak twierdzisz opłacalność jest wyłącznie w funkcji kosztu zakupu instalacji, co nie polega na prawdzie bowiem koszt dzierżawy lub zakupu gruntów pod (przykładowo) 10MW PV o sprawności 15% był rażąco wyższy niż koszt zakupu gruntów pod panele o sprawności 25%. Prywatnie Prosument – nie dostał ,,kontraktu” lecz zestaw oszustw.Pierwsze zwane ,,opusty” gdzie okradany był ,,ustawą” z 29 lub 30% wartości instalacji za jaką zapłacił przecież gotówką (gdyby nie kradziono 30 % nabyłby pierwotnie 30% mniejszej mocy PV), potem też Ustawą ponownie robiono z Prosumentem co chciano- robiąc obecnie obowiązujący (inny to fakt) system okradania.W obydwu przypadkach złodziej jest ten sam i działa poprzez Sejm.
@asb: ,,reszta – to akceptuje (co do zasady). Akceptuje- bo nie zrzesza się w celu osiągnięcia takiej liczebności, która zdolna będzie zlikwidować monopol, i zmusić do gry rynkowej.” – skoro okradanemu pasuje gdy go grabisz, a z czasem sam uwierzył gdy za jego pieniądze politycy wmówili mu z pomocą gazet i telewizji, że to konieczne dla jego dobra, to co w tym złego? Jak świat światem bogaci łupili biednych i tak ma być.Prąd to świetne myto – trudno o bardziej udany układ to jak z eksperymentem z gotowaniem żaby
@asb: Kurs dolara spada, więc nawet przy niewielkim spadku cen najwydajnieszych modułów powinno się to przełożyć na wyraźnie niższe ceny w Polsce. Szykuje się też duża obniżka cen falowników w tym roku. Cały czas spadają też ceny magazynów energii napędzane dodatkowo cłami Trumpa, blokującymi sprzedaż zarówno aut jak i magazynów energii na amerykańskim rynku. W Europie z kolei spada sprzedaż aut elektrycznych, co zmusza producentów akumulatorów do przestawiania mocy produkcyjnych na magazyny energii. Właśnie to robi w tej chwili m. in. LG Chem z zakładami produkcyjnymi w Europie. To też z pewnością wpłynie na niższe ceny magazynów energii. Mocy z OZE przybywa znacznie szybciej, niż postępuje rozwój sieci dystrybucyjnych. Przybywa prosumentów, którzy nie są w stanie wpompować swojej energii do sieci (limit 253V). Magazyn energii staje się koniecznością. Najlepiej taki, który będzie w stanie przechować dzienną produkcję z PV w lecie, żeby móc ją wpompować do sieci poza szczytem po najbardziej korzystnych cenach. W przeciwnym razie prosumentowi może się nie udać zebrać odpowiednio dużego depozytu do wykorzystania w porze zimowej. Ciekaw też jestem, jak na ceny energii w lecie wpłyną budowane właśnie polskie farmy wiatrowe na Bałtyku. Potencjał polskiego off-shore to 33GW a to jest niemal trzy razy tyle, co wszystkie PV prosumenckie w Polsce. Gdy zacznie silnie wiać to na energię od prosumentów może już nie być miejsca w sieci. W pewnym momencie może się okazać, że rolą prosumentów będzie w lecie oddawać energię do sieci niemal za darmo a płacić cenę rynkową w zimie, dlatego w interesie państwa i operatorów sieci jest by program Mój Prąd trwał w nieskończoność (Mój Prąd 48.0 ;)) bo dzięki temu będą mieć stale dopływ nowych baranów do golenia. Z pewnością będą też rosnąć opłaty dystrybucyjne, więc prosumenci z roku na rok będą płacić wyższe rachunki.
@Alladyn – w Polsce opłacalność ekonomiczna dla prosumenta pojawiła się około 2019 roku, ogniwa wtedy miały sprawność ok. 19%. Dla wytwórcy energii z normalnie liczonym LCOE – ok. 2021 roku, wtedy sprawnosć była już na poziomie 21%. Wcześniej PV miała sens tylko z dotacjami, co fałszuje obraz opłacalności. Nie ma nic wspólnego z wydajnością, jedynie cena instalacji vs. cena prądu wraz z przesyłem brutto (dla prosumentów) i cena instalacji vs. cena prądu na TGE z uwzględnieniem kosztów eksploatacji dla wytwórców. Nawet wspomniany przez ciebie koszt dzierżawy gruntów wynikał bardziej z wielkości paneli niż z ich wydajności, przy czym w porównaniu z ówczesnymi kosztami budowy farmy był i wciąż jest znikomy.
@AQQ – niby masz rację, ale zapominasz o dwóch rzeczach: 1. odsyłam do harmonogramu zamykania elektrowni węglowych. 2. Fotowoltaika drastycznie hamuje, za 3 lata przyrost mocy będzie na poziomie 1/4 tego z 2024 albo mniejszym.
@SPV: Z zamykaniem elektrowni węglowych masz rację, stąd decyzja rządu o mocnym wspieraniu budowy dużych sieciowych magazynów energii, co pozwoli chociaż częściowo przechować szczyty produkcji energii z OZE. Nawet jeśli dojdzie do zamknięcia elektrowni węglowych to sytuację ratować będzie import energii z zagranicy (głównie OZE) co jeszcze bardziej wpłynie na wahania cen przy niedoborach. Jeśli chodzi o PV to za kilka lat z net meteringu zaczną wypadać pierwsze polskie instalacje. To będzie dobry impuls do wymiany starych, niewydajnych i awaryjnych instalacji bez magazynów energii, bo ich eksploatacja w net-billingu kompletnie nie ma sensu. Sytuacja podobna jak z autem, które wymienia się, gdy jego eksploatacja przestaje się opłacać. Przyrost mocy zwolni, ale przybędzie za to sporo instalacji z repoweringu.
Do AQQ: to, że wszystko zmierza do wskazanym przez Ciebie kierunku napisane miałem na plakacie z hasłem ,,off- grid głupcze” już w marcu 2015 r- plakacie pokazanym Polakom przez wszystkie telewizję jako relacja z konferencji prasowej po uchwaleniu Taryf Gwarantowanych (poprawka Bramory i Najdera) jako ,że pomimo tego małego sukcesu bacząc na relację ze spotkania tuzów OSD u dyrektora Pilitowskiego w ministerstwie na pl.Trzech Krzyży oczywiste było iż Spółki dystrybucji zrobią wszystko poprzez nie dostosowywanie Sieci do OZE by blokujące przyłączenia lub nawet eksploatację bieżącą napięcia 253 w gałęziach nn były codziennością. Tak to widzieliśmy bacząc na krzywą spadku cen PV, krzywą spadku cen magazynowania energii.
@asb: Ja to widzę tak, że państwo i OSD będą podtrzymywać pacjenta (prosumenta) przy życiu w postaci dotacji i manipulacji taryfami tak, żeby przejście na off-grid było mało opłacalne, ale jednocześnie stopniowo będą podnosić opłaty dystrybucyjne gwarantując sobie tym samym dochód. Już w tej chwili opłaty zmienne stanowią ponad 1/3 kosztu energii. Przy dalszych wzrostach te kwoty się zrównają a rząd będzie mógł się pochwalić niskimi cenami samej energii dla odbiorców, tyle że w portfelu w ogóle tego nie będzie widać.
Jeśli dobowe wahania cen energii się zmniejszą a pozostaną duże różnice sezonowe to bycie prosumentem w ogóle może przestać się opłacać a gra nie będzie warta świeczki. Jeśli dojdzie do tego limit 253V to może się wtedy okazać, że zgromadzenie niezbędnego depozytu prosumenckiego na zimę będzie graniczyło z cudem a wszystkie zyski zjedzą opłaty dystrybucyjne. Wtedy wrócimy do korzeni, bo początki elektryczności na świecie to były właśnie instalacje off-grid. Póki co stawiam na dom niskoenergetyczny ze swoim zapasem energii i powoli szukam już efektywnych kosztowo rozwiązań na off-grid.