Krojenie krzemu w celu uzyskania tańszej energii słonecznej

Solaria , start-up z siedzibą we Fremont w Kalifornii, zamierza obniżyć koszty paneli słonecznych poprzez zmniejszenie ilości wymaganego drogiego materiału. Niedawno rozpoczęła wysyłkę pierwszych paneli do wybranych klientów. Wiosną firma rozpocznie produkcję paneli słonecznych w fabryce zbudowanej do produkcji 25 megawatów paneli słonecznych rocznie.

Okrojona energia słoneczna: Dzięki cięciu krzemowych ogniw słonecznych na paski (po lewej) i wykorzystaniu formowanego plastiku (po prawej) do kierowania do nich światła, Solaria jest w stanie obniżyć koszty swoich paneli słonecznych.

Obecne wysokie koszty rodzaju krzemu stosowanego w fotowoltaice znacznie podniosły cenę konwencjonalnych paneli słonecznych. Ogniwa Solaria generują około 90% energii konwencjonalnego panelu słonecznego, zużywając o połowę mniej krzemu – mówi Kevin Gibson, CTO Solaria.

Zwykle krzem w panelu słonecznym rozciąga się na jego powierzchnię, zbierając światło z jak największej powierzchni. Ale Solaria tnie krzem na cienkie paski i dzieli je tak, że zajmują tylko około połowy powierzchni panelu. Przezroczysta, formowana plastikowa osłona zbiera światło z całego panelu i kieruje je na paski silikonu.

Takie podejście pozwala zaoszczędzić pieniądze, ponieważ całkowite koszty formowanego plastiku, innych dodatkowych materiałów i dodatkowych etapów produkcji są nadal niższe niż koszt dodatkowego krzemu stosowanego w konwencjonalnych panelach słonecznych. Solaria obniża również koszty, stosując sprzęt produkcyjny już opracowany dla przemysłu półprzewodników, unikając w ten sposób drogiego sprzętu dostosowanego do potrzeb klienta. Gibson twierdzi, że pierwsze produkty Solarii będą wystarczająco ekonomiczne, aby konkurować z panelami produkowanymi przez znacznie większe firmy, a kolejne generacje produktów będą kosztować od 10 do 30 procent mniej niż ich konkurenci.

Ceny krzemu są teraz wysokie. Ale pierwiastka jest dużo i już teraz pojawiają się nowe urządzenia do produkcji bardziej wyrafinowanego krzemu. Aby Solaria miała być konkurencyjna w dłuższej perspektywie, będzie musiała wdrożyć inne środki oszczędnościowe, zwłaszcza poprawę ogólnej wydajności swoich paneli słonecznych – mówi. Tonio Buonassis , profesor inżynierii mechanicznej na MIT.

Takie ulepszenia są możliwe, mówi Gibson. Na przykład w konwencjonalnych ogniwach słonecznych przewody do zbierania prądu są umieszczone na górze ogniwa, gdzie blokują część wpadającego światła słonecznego. Solaria mogłaby umieścić swoje przewody między paskami krzemu, gdzie nie blokują światła. Ponieważ przewody nie musiałyby być cienkie, aby uniknąć blokowania światła, można je dobrać tak, aby skuteczniej gromadzić energię elektryczną.

Kradzież energii słonecznej: Solaria ma nadzieję na zaoszczędzenie dzięki wykorzystaniu sprzętu opracowanego dla przemysłu półprzewodnikowego, takiego jak pokazany tutaj robot.

Solaria będzie konkurować z wieloma innymi firmami, które opracowały sposoby na zmniejszenie zużycia krzemu. Wiecznie zielone słoneczne , z siedzibą w Marlboro w stanie Massachusetts, odkrył technikę przetwarzania krzemu o mniejszej ilości odpadów. Powstała grupa na Australijskim Uniwersytecie Narodowym plastry krzemu ustawiony na krawędzi, aby zbierać światło i wytwarzać energię elektryczną. Stellaris , z siedzibą w Lowell, MA, stworzył technologię, która podobnie jak Solaria, wykorzystuje niskie stężenie światła, aby zmniejszyć ilość potrzebnego krzemu.

Martha Symko-Davies, starszy kierownik ds. badań w Narodowym Centrum Fotowoltaiki przy Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej w Golden, CO, mówi, że podejście Solarii może mieć przewagę nad innym rodzajem technologii, która wykorzystuje lustra lub soczewki do koncentrowania światła słonecznego nawet kilkaset razy. Symko-Davies twierdzi, że choć podejścia do wysokich koncentracji są obiecujące, wymagają one złożonych systemów śledzenia, aby urządzenia były skierowane bezpośrednio na słońce. Systemy te zwiększają koszty i mogą z czasem ulec awarii. Podejście Solarii nie wymaga systemu śledzenia.

Do tej pory Solaria zebrała 77 milionów dolarów na rozwój swojej technologii, a jej głównym inwestorem jest największy na świecie producent ogniw słonecznych, Q-Cell.

Długoterminowy sukces Solarii wciąż nie jest zapewniony, mówi Buonassisi. Ale mówi też, że technologia firmy to pomysłowe podejście. I dodaje, że im większa różnorodność technologii, które są dostępne, tym lepiej.

ukryć