211service.com
Czas na cienki film na słońcu
Niski koszt produkcji fotowoltaiki, w której zastosowano cienkie warstwy półprzewodników kadmowo-tellurowych, od dawna postrzegany jest jako potencjał wydobycia energii słonecznej z jej niszowego statusu bardzo drogiego źródła zasilania, dostarczającego mniej niż 20 procent energii elektrycznej w USA.
Nalot słoneczny: Cienkowarstwowe panele słoneczne z kadmu i telluru produkowane przez First Solar są instalowane na dachu w Bambergu w Niemczech przez Blitzstrom, niemieckiego integratora systemów słonecznych. Technologia cienkowarstwowa zaczyna konkurować z tradycyjną technologią krzemową, zwłaszcza w krajach takich jak Niemcy, gdzie zachęty finansowe są silne.
Teraz, po dwóch dekadach, w których technologia kadmu-telluridu była nękana przez problemy z niską mocą wyjściową i niezawodnością, nagle wdziera się na rynki energii odnawialnej i konkuruje z dzisiejszą dominującą technologią słoneczną: krzemowymi panelami słonecznymi. Firma stojąca za tym przełomem technologicznym ma siedzibę w Phoenix Pierwszy Solar , który mówi, że technologia może ostatecznie być konkurencyjna pod względem kosztów w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii elektrycznej opartymi na paliwach kopalnych.
Firma First Solar zdobyła w ciągu ostatniego roku szereg dużych kontraktów i inwestycji dotyczących technologii cienkowarstwowej. First Solar zamknął w listopadzie początkową ofertę publiczną o wartości 400 milionów dolarów i trzy miesiące później zawarł umowę na dostawę 40-megawatowej farmy paneli słonecznych w Niemczech, która będzie jedną z największych na świecie. A na początku tego miesiąca firma ujawniła, że podpisała długoterminowe kontrakty z nabywcami z Europy i Kanady na dostawę 685 megawatów modułów o wartości 1,28 miliarda dolarów. Ta ostatnia liczba jest szczególnie imponująca, biorąc pod uwagę, że wszystkie fabryki modułów słonecznych w Stanach Zjednoczonych wysłały w zeszłym roku fotowoltaikę o mocy poniżej 200 megawatów.
Ken Zweibel, który kierował amerykańskim Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) Program Partnerski Cienkich Filmów od ponad dekady mówi, że First Solar wyszedł z peletonu, jednocześnie osiągając tanią masową produkcję i przyzwoitą moc wyjściową. Zweibel, który opuścił NREL w styczniu, aby założyć własną firmę cienkowarstwową wykorzystującą podobną technologię, spodziewa się większej poprawy na obu frontach. Mówi, że tellurek kadmu ma wyraźną drogę do konkurencyjności kosztowej w stosunku do energii konwencjonalnej.
Multimedialne
Zobacz zdjęcia cienkowarstwowych paneli słonecznych.
Panele cienkowarstwowe są produkowane przez nakładanie płytkich powłok materiałów półprzewodnikowych na tafle szkła, plastiku lub metalu – pozornie prosta koncepcja, która jest trudna do wdrożenia na dużą skalę. Szczególnie panele z kadmu i telluru wydawały się ukończone pięć lat temu, kiedy BP Solar , część londyńskiego koncernu naftowego, zamknęła największy wysiłek w zakresie komercjalizacji kadmu telluru.
BP Solar otworzyło w 1998 roku fabrykę modułów kadmowo-tellurydowych, która miała wytwarzać osiem megawatów modułów rocznie, ale nigdy nie przekroczyła ona jednego megawata. Tworzenie filmów zgodnie z wymagającymi specyfikacjami okazało się trudniejsze niż oczekiwano. Firma była zaniepokojona wizerunkiem produktu, biorąc pod uwagę użycie toksycznego kadmu metalu ciężkiego. BP potknęło się na rynku, gdy sprawność, z jaką jej pierwsze komercyjne moduły z kadmu-telluridu pochłaniały energię słoneczną, spadła z 8 procent do 6 procent już po kilku tygodniach na dachach.
Firma First Solar, założona w 1999 roku przez poprzednika firmy Solar Cells i zasiloną kwotą 250 milionów dolarów od założyciela Walmart, Johna Waltona, stale ulepszała swój proces produkcyjny. Firma odpowiedziała na obawy związane z toksycznością kadmu, tworząc program recyklingu gwarantujący odzyskanie paneli po zakończeniu ich okresu użytkowania. Urzędnicy firmy nie komentowaliby przed zestawieniem dochodów. Jednak dokumenty firmy mówią, że stopniowo zwiększała produkcję w swoim pierwszym zakładzie w Perrysburgu w stanie Ohio z kilkuset kilowatów modułów rocznie we wczesnych latach do 75 megawatów w zeszłym roku. Firma First Solar produkuje obecnie panele o mocy ponad 100 megawatów rocznie dzięki nowej fabryce w Niemczech.
First Solar twierdzi, że w ciągu 2,5 godziny przekształca płyty szklane o wymiarach 2 na 4 stopy w gotowe do wysyłki moduły, przy wydajności energetycznej przekraczającej 9 procent, w porównaniu z około 7 procentami w 2004 roku. koszt za wat z 2,94 USD w 2004 r. do 1,29 USD obecnie – w okresie, w którym rosnące zapotrzebowanie na wysokiej jakości krzem podniosło koszt produkcji paneli krzemowych do 2,50 do 3,00 USD za wat lub więcej.
Niemieccy deweloperzy energii odnawialnej, tacy jak Juwi Solar , Grupa Gehrlichera , oraz Prąd piorunowy zaczął używać modułów First Solar w dużych instalacjach dachowych i terenowych parkach słonecznych w 2005 roku. W lutym Juwi Solar wybrał moduły First Solar do swojego 40-megawatowego parku słonecznego w Saksonii; po ukończeniu w 2009 r. 550 000 modułów First Solar w parku zajmie powierzchnię równą 160 boiskom piłkarskim.
Na konferencji Solar 2007 w Cleveland na początku tego miesiąca, First Solar COO Chip Hambro powiedział, że firma przewiduje obniżenie ceny modułów (w przeciwieństwie do kosztów produkcji) z ponad 2 USD za wat dzisiaj do 1,25 USD za wat lub mniej w ciągu pięć lat. Firma zrobiłaby to w dużej mierze poprzez dalsze zwiększanie mocy wyjściowej modułów.
startup Zweibel, PrimeStar Solar , z siedzibą w Golden, CO, również stawia na wyższą wydajność. PrimeStar dąży do komercjalizacji bardziej wyrafinowanego projektu modułu opracowanego w NREL, który posiada rekord wydajności dla ogniw wyprodukowanych w laboratorium na poziomie 16,5 procent (w porównaniu z 14,5% dla najlepszych ogniw laboratoryjnych First Solar). Zweibel mówi, że technologia tellurku kadmu oferuje wyraźną fizyczną drogę do obniżenia kosztów energii słonecznej z 15 do 30 centów za kilowatogodzinę dzisiaj do 5 centów za kilowatogodzinę – nieco powyżej średniego kosztu energii węglowej w Stanach Zjednoczonych.
Jednak pierwotna fabryka First Solar w Ohio jest obecnie w dużej mierze zdekapitalizowana, co oznacza utratę korzyści ekonomicznych. Ponieważ First Solar produkuje więcej ze swojej nowej fabryki modułów w Niemczech i trzeciej, która jest w trakcie budowy w Malezji, firma może mieć więcej pracy do wykonania, aby dotrzymać obietnicy obniżenia ceny za wat modułu do mniej niż 1,25 USD.