Solární energie je pro lidstvo nevyčerpatelným zdrojem obnovitelné energie a zaujímá důležité místo v dlouhodobých energetických strategiích zemí po celém světě. Výroba energie z tenkých vrstev se spoléhá na tenkovrstvé solární články, které jsou lehké, tenké a flexibilní, zatímco krystalický křemík má vysokou účinnost přeměny energie, ale panely musí být dostatečně silné. Dnes se proto zaměříme na výhody a nevýhody výroby energie z tenkých vrstev a krystalického křemíku.
I. Výhody výroby energie z tenkých vrstev
Tenkovrstvé baterie s menším množstvím materiálu, jednoduchým výrobním procesem, nižší spotřebou energie, nepřetržitou výrobou velkých ploch a možností použití levných materiálů, jako je sklo nebo nerezová ocel, jako substrát. Tenkovrstvé baterie se nyní vyvinuly v řadě technických cest, včetně technologie tenkovrstvých solárních panelů CIGS (měď, indium, galium selenid), technologie flexibilních tenkovrstvých fotovoltaických modulů dosáhla milníků a rozdíl mezi rychlostí fotovoltaické konverze a krystalickými křemíkovými bateriemi se postupně zmenšuje.
Tenkovrstvé solární články mají lepší odezvu na slabé osvětlení a zmenšují se rozdíly mezi generováním energie za oblačného a slunečného dne, což je činí obzvláště vhodnými pro použití v pouštních fotovoltaických elektrárnách. Jsou také vhodnější pro stavbu domácích slunečních přístřešků a slunečních domků. Tenkovrstvé solární články jako hlavní komponenty fotovoltaického systému mohou být velmi vhodné pro dosažení integrace fotovoltaických systémů do budov.
II. Nevýhody výroby energie z tenkých vrstev
Fotoelektrický převodní poměr tenkovrstvých článků je nízký, obecně pouze kolem 8 %. Investice do zařízení a technologií pro tenkovrstvé články jsou několikanásobně vyšší než u krystalických křemíkových článků, výtěžnost výroby tenkovrstvých solárních článků není tak dobrá, jak by měla být, výtěžnost tenkovrstvých modulů nekrystalických/mikrokrystalických křemíkových článků je v současné době pouze kolem 60 %, zatímco u běžných výrobců skupin CIGS je to pouze 65 %. Samozřejmě, problém s výtěžností je řešen, pokud najdete správné profesionální produkty s tenkým filmem, budete schopni problém vyřešit.
III. Výhody výroby energie z krystalického křemíku
Míra fotovoltaické konverze krystalických křemíkových článků je vyšší a míra konverze domácích krystalických křemíkových článků dosáhla 17 % až 19 %. Technologie krystalických křemíkových baterií je vyspělejší a podniky nepotřebují častou technickou transformaci. Investice do zařízení pro krystalické křemíkové články jsou nízké a domácí zařízení již dokáží uspokojit většinu potřeb linek na výrobu článků.
Další výhodou technologie krystalického křemíku je vyspělý výrobní proces. V současné době většina výrobců monokrystalických křemíkových článků dosahuje výtěžnosti 98 % nebo více, zatímco výtěžnost polykrystalických křemíkových článků je také nad 95 %.
IV. Nevýhody výroby energie z krystalického křemíku
Průmyslový řetězec je složitý a náklady se nemusí výrazně snížit. Cena surovin značně kolísá a v posledních letech byl mezinárodní trh pro polykrystalický křemík jako na horské dráze. Křemíkový průmysl je navíc vysoce znečišťující a energeticky náročné odvětví a existuje riziko úpravy politiky.
Shrnutí
Krystalické křemíkové články jsou vyrobeny převážně z křemíkových materiálů, jejichž křemíkové destičky obsahují bor a kyslík a po pronikání světla se projeví různým stupněm útlumu. Čím vyšší je obsah boru a kyslíku v křemíkové destičce za podmínek osvětlení nebo vstřikování proudu generovaného komplexem boru a kyslíku, tím větší je rozsah zkrácení životnosti. Ve srovnání s krystalickými křemíkovými solárními články tenkovrstvé solární články nevyžadují použití křemíkových materiálů, jedná se o typ amorfních křemíkových solárních článků s nulovým útlumem.
Krystalické křemíkové solární články tedy po několika letech používání vykazují různý stupeň poklesu účinnosti, což nejen ovlivňuje příjmy z výroby energie, ale také zkracuje jejich životnost. Tenkovrstvé solární články, druhá generace fotovoltaických zařízení pro výrobu energie, se široce používají v rozvinutých zemích po celém světě. Jejich cena je sice o něco vyšší než v současnosti krystalické křemíkové solární články. Nedochází k útlumu, mají dlouhou životnost a další vlastnosti, takže hodnota vytvořená dlouhodobým používáním bude vyšší.
Čas zveřejnění: 16. prosince 2022