Раскрытие потенциала передовой фотовольтаики: революционные технологии и перспективы на будущее
Фотоэлектрический элемент, также называемый солнечным элементом, представляет собой немеханическое устройство, способное преобразовывать солнечный свет непосредственно в электричество. Фотоэлектрические элементы изготавливаются из полупроводникового материала, фотоны (солнечный свет), попадающие на поверхность полупроводникового материала, либо отражаются, либо поглощаются полупроводниковым материалом, поглощенные фотоны (солнечный свет) преобразуются в электричество.
Эффективность преобразования солнечного света в электричество росла на протяжении десятилетий, по сравнению с 10% эффективности в 1980-х годах, скорость преобразования сегодня приближается к 20% с использованием самых современных модулей. На нишевых рынках, таких как космические спутники, фотоэлектрические элементы достигли 50% эффективности.
В настоящее время солнечные элементы, изготовленные из монокристаллических полупроводников III-V группы, наиболее эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, они построены из таких элементов, как галлий и индий. Они намного дороже по сравнению с другими технологиями. На данный момент фотоэлектрические элементы страдают от высокой стоимости производства и эффективности преобразования электроэнергии. Организации ищут способы снижения производственных затрат, связанных с фотоэлектрическими элементами, и инновационные методы, позволяющие сделать эту технологию более практичной в использовании, что приводит к разработке передовых фотоэлектрических решений.
Перовскит - это новейший солнечный материал, чья кристаллическая структура идеально подходит для поглощения солнечного света. Перовскитные элементы работают лучше, чем кремниевые, при более низкой интенсивности освещения, в облачные дни, обеспечивая более высокий коэффициент преобразования. Еще одним преимуществом перовскитных элементов является то, что их можно производить в очень тонких архитектурах слоев с высоким уровнем прозрачности, что открывает огромные возможности для создания гибких панелей. Они являются сравнительно более дешевым вариантом и в изобилии доступны, что позволяет производить недорогую солнечную энергию.
Доля рынка по областям применения: рынок фотовольтаики разделен на коммунальные, жилые и коммерческие сегменты. В 2020 году на коммунальные предприятия приходилась наибольшая доля рынка в 38,2%, в течение прогнозируемого периода ожидается, что жилые помещения будут иметь самые высокие темпы роста.
По географическому региону: прогнозируется, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет лидировать на рынке фотовольтаики с 2020 по 2025 год, внедрение на рынках Китая, Индии и Японии стимулирует рост рынка. К 2035 году, чтобы достичь цели в 20% глобальной энергии, обеспечиваемой солнечной энергией, новые производственные мощности по выпуску фотоэлектрических модулей должны вырасти как минимум в 5-10 раз.
Проблемы: Отсутствие эксплуатационной земли является еще одной серьезной проблемой для роста рынка, помимо высокой стоимости производства и низкой скорости поглощения или преобразования солнечного излучения. Фотоэлектрические системы требуют больших площадей земли, что вызывает опасения по поводу деградации земель и утраты среды обитания.
Передовые фотоэлектрические технологии
Солнцеконцентрирующие стекла– Люминесцентные солнечные концентраторы (LSC) - это прозрачный кусок пластика или стекла, обладающий характеристикой: они могут улавливать солнечный свет и концентрировать его по своим краям. LSC можно использовать для создания прозрачных поверхностей, его можно использовать в сельскохозяйственных полях.
Изогнутые солнечные панели– Изогнутые солнечные панели созданы с целью увеличения количества захваченной солнечной энергии, и было показано, что они улавливают солнечный свет более эффективно, чем обычные, в облачные дни.
Антибликовые солнечные панели– Это антибликовые всенаправленные стекла, облегчающие передачу по всему спектру под любым углом. Они собирают солнечную энергию, в противном случае теряемую из-за отражения.
Применение передовой фотовольтаики
Агровольтаика– Говорят, что с помощью агровольтаики глобальная продуктивность земли может увеличиться где-то от 35 до 73%. Концепция, лежащая в основе агровольтаики, заключается в том, что солнечные панели и продовольственные культуры объединяются на одной и той же земле, чтобы максимально увеличить использование земли. Согласно проведенным исследованиям, продуктивность земли увеличивается на 60% при использовании агрофотовольтаической системы.
Флоатовольтаика– Также называемая плавающей фотоэлектрической станцией, представляет собой новый метод установки солнечных панелей в воде. Они могут быть модульными по своей природе, а не закрепленными на земле, и могут образовывать большие конструкции, сохраняющие геометрическую конфигурацию. Эффективность, как было показано, на 8-10% выше, чем у наземных солнечных панелей.
PV-трекеры– Также называемые солнечными трекерами, представляют собой устройства, которые следят за солнцем в течение дня. С помощью PV-трекеров солнечные панели могут настраиваться в соответствии с траекторией солнца, повышая эффективность поглощения солнечного света.
Необходимость передовой фотовольтаики
Десятилетия исследований установили, что основные источники производства энергии оказывают огромное влияние на окружающую среду, внося большой вклад в изменение климата. Однако потребление энергии нельзя сократить, чтобы смягчить эти последствия, в отличие от растущего развивающегося мира, потребление энергии будет только увеличиваться.
Каждая страна взяла на себя обязательства по снижению своей зависимости от угля, чтобы сделать потребление энергии устойчивым, фотоэлектрические технологии стали очень важными наряду с другими решениями в области возобновляемых источников энергии. Однако на данный момент существует несколько проблем во внедрении этих технологий, включая высокую стоимость производства, низкую эффективность преобразования и огромные земельные требования. Компании разрабатывают инновационные решения для решения этих проблем и во многих случаях добились успеха. Тем не менее, существует потребность в постоянном совершенствовании фотоэлектрических технологий для широкого внедрения этих технологий в различных секторах.
Автор: Абхишек Саини
Для получения более подробной информации свяжитесь с:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
По вопросам, связанным с продажами, обращайтесь к нам по адресу [email protected]