Aurinkoenergia on ehtymätön uusiutuvan energian lähde ihmiskunnalle ja sillä on tärkeä paikka pitkän aikavälin energiastrategioissa eri puolilla maailmaa. Ohutkalvosähköntuotanto perustuu kevyisiin, ohuisiin ja joustaviin ohutkalvoaurinkokennosiruihin, kun taas kiteisen piin sähköntuotannolla on korkea energianmuunnostehokkuus, mutta paneelien on oltava riittävän paksuja. Joten tänään keskitymme ohutkalvosähköntuotannon ja kiteisen piin sähköntuotannon etuihin ja haittoihin.
I. Ohutkalvoteknologian edut sähköntuotannossa
Ohutkalvoakku, jossa on vähemmän materiaalia, yksinkertainen valmistusprosessi, pienempi energiankulutus, jatkuva tuotanto suurilla alueilla ja jossa voidaan käyttää edullisia materiaaleja, kuten lasia tai ruostumatonta terästä alustana. Ohutkalvoakuissa on nyt kehitetty useita teknisiä reittejä, mukaan lukien CIGS (kupari-indium-galliumselenidi) ohutkalvoteknologia aurinkopaneelien osalta, joustava ohutkalvoaurinkopaneeliteknologia on saavuttanut virstanpylväitä, ja kiteisen piiakun ja aurinkosähkön muuntoasteen välinen ero kapenee vähitellen.
Ohutkalvokennot reagoivat paremmin hämärässä ja pilvisen ja aurinkoisen päivän sähköntuotannon välinen ero kaventuu, mikä tekee niistä erityisen sopivia aavikkovoimalaitoksiin. Ne sopivat myös paremmin kotien aurinkokatosten ja -talojen rakentamiseen. Ohutkalvoaurinkokennot aurinkosähköjärjestelmän pääkomponentteina voivat olla erittäin hyviä aurinkosähkörakennusten integroinnissa.
II. Ohutkalvoenergiantuotannon haitat
Ohutkalvokennojen valosähköinen konversioaste on alhainen, yleensä vain noin 8 %. Ohutkalvokennojen laite- ja teknologiainvestoinnit ovat moninkertaiset kiteiseen piikennoon verrattuna, ja ohutkalvoaurinkokennomoduulien tuotannon saanto ei ole niin hyvä kuin sen pitäisi olla. Ei-/mikrokiteisestä piistä valmistettujen ohutkalvokennomoduulien saantoaste on tällä hetkellä vain noin 60 %, kun taas CIGS-kennoryhmien valtavirtavalmistajien saantoaste on vain 65 %. Saanto-ongelma on tietenkin olemassa, kunhan löydät oikeat ammattitason ohutkalvomerkkituotteet.
III. kiteisen piin energiantuotannon edut
Kiteisten piikennojen aurinkosähkökonversioaste on korkeampi, ja kotimaisten kiteisten piikennojen konversioaste on noussut 17–19 prosenttiin. Kiteisen piiakun teknologia on kehittynyt kypsemmäksi, eivätkä yritykset tarvitse usein teknistä muutosta. Kiteisten piikennojen laitteisiin investoiminen on vähäistä, ja kotimaiset laitteet pystyvät jo täyttämään suurimman osan kennojen tuotantolinjojen tarpeista.
Kiteisen piiteknologian toinen etu on kypsä tuotantoprosessi. Tällä hetkellä useimmat monokiteisten piikennojen valmistajat voivat saavuttaa 98 %:n tai sitä korkeamman saantoasteen, ja polykiteisten piikennojen tuotannon saantoaste on myös yli 95 %.
IV. Kiteisen piin energiantuotannon haitat
Teollisuusketju on monimutkainen, eikä kustannuksia voida merkittävästi alentaa. Raaka-aineiden hinnat vaihtelevat suuresti, ja viime vuosina kansainväliset markkinat ovat olleet polysilikonin vuoristorataa. Lisäksi piiteollisuus on erittäin saastuttava ja energiaa kuluttava teollisuudenala, ja on olemassa riski politiikan mukauttamisesta.
Yhteenveto
Kiteiset piikennot on valmistettu pääasiassa piimateriaaleista, ja booria ja happea sisältävät piikiekot hajoavat valon vaikutuksesta vaihtelevassa määrin. Mitä suurempi piikiekon boori- ja happipitoisuus on boori-happikompleksin tuottamissa valo- tai virtainjektio-olosuhteissa, sitä suurempi on käyttöiän lyheneminen. Verrattuna kiteisiin piiaurinkokennoihin ohutkalvoaurinkokennot eivät vaadi piimateriaaleja, ja ne ovat amorfisen piiaurinkokennojen tyyppiä, eikä niillä ole vaimennusta.
Kiteisestä piimateriaalista valmistettujen aurinkokennojen tehokkuus heikkenee muutaman vuoden käytön jälkeen vaihtelevassa määrin, mikä ei ainoastaan vaikuta sähköntuotannon tuloihin, vaan myös lyhentää käyttöikää. Ohutkalvoiset aurinkokennot ovat toisen sukupolven aurinkosähköntuotantolaitteita, joita käytetään laajalti kehittyneissä maissa ympäri maailmaa. Niiden hinta on itse asiassa hieman korkeampi kuin tällä hetkellä kiteisestä piimateriaalista valmistettujen aurinkokennojen. Niissä ei ole vaimennusta, ja niiden käyttöikä on pitkä, joten pitkäaikaisen käytön luoma arvo on korkeampi.
Julkaisun aika: 16.12.2022