研究：即使是短壽命的太陽能電池板也具有經濟可行性

一項新的研究表明，與太陽能行業(yè)普遍認為的相反，新型太陽能電池和面板不一定需要持續(xù)25至30年才能在當今市場中具有經濟可行性。

相反，初始壽命僅為10年的太陽能電池板有時具有經濟意義，即使對于電網規(guī)模的安裝 - 因此可能為有希望的新太陽能光伏技術打開大門，這些技術被認為是不夠耐用的廣泛使用。

新的研究結果在Joule雜志的一篇論文中有所描述，Joel Jean是麻省理工學院前博士后和創(chuàng)業(yè)公司Swift Solar的首席執(zhí)行官。Vladimir Bulovic，電氣工程和計算機科學教授，MIT.nano主任; 和科羅拉多州可再生能源實驗室(NREL)的Michael Woodhouse。

“當你與太陽能領域的人交談時，他們說任何新的太陽能電池板都要持續(xù)25年，”讓說。“如果有人想出一種具有10年壽命的新技術，那么沒有人會去看它。這被認為是該領域的常識，而且它有點癱瘓。”

Jean補充道，“這是一個巨大的障礙，因為你不能證明一年或兩年，甚至10年的25年壽命。” 他說，這一假設使許多有前景的新技術停滯不前，因為傳統(tǒng)的晶體硅技術絕大多數占據了商業(yè)太陽能市場的主導地位。但是，研究人員發(fā)現，并非必須如此。

“我們必須記住，最終人們關心的不是面板的成本;而是平衡的電力成本，”他說。換句話說，它是系統(tǒng)使用壽命內每千瓦時的實際成本，包括面板，逆變器，貨架，布線，土地，安裝人工，許可，電網互連和其他系統(tǒng)組件的成本，以及正在進行的維護費用。

今天太陽能行業(yè)的經濟學看起來與過去不同的部分原因是，面板(也稱為模塊)的成本到目前為止已經暴跌，現在，“系統(tǒng)平衡”成本 - 即一切除了面板本身 - 超過面板的面板。這意味著，只要較新的太陽能電池板在電氣和物理上與貨架和電氣系統(tǒng)兼容，在重新使用系統(tǒng)的其余部分時，在更新的，更好的電池板可用時更換電池板具有經濟意義。

“大多數技術都在面板中，但大部分成本都在系統(tǒng)中，”Jean說。如果您更早更換面板并將其他所有內容保持不變，那么您可以更好地更換它們，而不是擁有一個安裝它的系統(tǒng)然后在30年后更換所有內容的系統(tǒng)面板，“世界各地正在探索各種更高效，成本更低的技術。

他說，團隊在他們的分析中發(fā)現，“有一些關于融資的警告，理論上你可以獲得有競爭力的成本，因為你的新面板正在變得更好，壽命短至15年甚至10年“。

雖然太陽能電池的成本逐年下降，但Bulovic說，“人們期望任何一種新的太陽能電池板技術能夠顯示出25年的使用壽命仍然是一個重言式。在這項研究中，我們表明太陽能電池是太陽能電池。面板變得更便宜，效率更高，成本平衡顯著變化。“

他說，新論文的一個目的是提醒研究人員，即使相對較短的時間，他們的新太陽能發(fā)明也可以具有成本效益，因此可以比預期更快地采用和部署。他說，與此同時，投資者應該知道，他們可以通過選擇有效的太陽能技術來獲取更大的利潤，這些技術可能不會被證明持續(xù)很長時間，因為他們知道可以用更新，更有效的面板定期更換面板。

“歷史趨勢表明，太陽能電池板技術年復一年地變得更加有效，而且這些改進必將在未來幾年繼續(xù)保持，”Bulovic說。例如，基于鈣鈦礦的太陽能電池，在不到十年前首次開發(fā)時，其效率僅為百分之幾。但最近他們的創(chuàng)紀錄性能超過了25%的效率，相比之下，創(chuàng)紀錄的硅電池為27%，而今天的標準硅模塊為20%，Bulovic表示。重要的是，在新型器件設計中，鈣鈦礦太陽能電池可以堆疊在另一個鈣鈦礦，硅或薄膜電池的頂部，以將最大可實現的效率限制提高到40%以上，遠遠高于30%的基本極限。今天的硅太陽能技術。

布洛維奇希望這項研究能夠“改變被接受為全球真理的范式”。到目前為止，他說，“許多有前景的技術從來沒有開始，因為酒吧設置得太高”對耐用性的需求。

對于他們的分析，該團隊研究了三種不同類型的太陽能裝置：典型的6千瓦住宅系統(tǒng)，200千瓦的商業(yè)系統(tǒng)，以及帶有太陽能跟蹤的大型100兆瓦公用事業(yè)規(guī)模系統(tǒng)。他們使用太陽能系統(tǒng)的NREL基準參數和各種關于太陽能技術開發(fā)，融資以及更換后初始面板處置的進展的假設，包括回收使用過的模塊。這些模型使用四個獨立工具進行驗證，用于計算平準化電力成本(LCOE)，這是比較不同電力來源的經濟可行性的標準指標。

在所有三種安裝類型中，他們發(fā)現，根據當地條件的具體情況，10至15年后更換新模塊在許多情況下可以提供經濟優(yōu)勢，同時保持太陽能的許多環(huán)境和減少排放的好處。成本競爭力的基本要求是，任何在安裝的新太陽能技術都應該從模塊效率至少20%開始，成本不超過每瓦30美分，并且壽命至少為10年來，三者都有可能得到改善。

Jean指出，今天被認為是標準的太陽能技術，主要是基于硅的，但也包括碲化鎘等薄膜變體，“在早期階段并不十分穩(wěn)定。他們今天持續(xù)25到30年的原因是他們已經發(fā)展了幾十年。“ 他說，新的分析現在可能為一些有前途的新技術打開大門，這些技術將以足夠的規(guī)模部署，以便逐步建立類似水平的經驗和改進，并在不更換模塊的情況下更早地對氣候變化產生影響。 。

布洛維奇說：“這可能使我們能夠推出可能會在葡萄藤上死亡的想法”，因為人們認為長壽是必不可少的。