211service.com
Eerste zonnecellen breken efficiëntierecord
Vooruit in de race voor zeer efficiënte zonnecellen, zegt First Solar dat het is omgebouwd 22,1 procent van de energie in zonlicht in elektriciteit met behulp van experimentele cellen gemaakt van cadmiumtelluride - een technologie die tegenwoordig ongeveer 5 procent van de wereldwijde markt voor zonne-energie vertegenwoordigt. De commerciële lijn van zonnecellen van het bedrijf heeft een energieconversie-efficiëntie van 16,4 procent bereikt.
De theoretische efficiëntielimiet voor cadmiumtelluridecellen ligt boven 30 procent, aanzienlijk hoger dan die van conventioneel silicium. (De huidige op silicium gebaseerde zonnepanelen hebben een efficiëntie tussen 16 en 18 procent; hun theoretische limiet ligt naar verwachting ruim onder de 30 procent.) First Solar, de enige grote fabrikant van cadmiumtelluride-zonnepanelen die nog in de Verenigde Staten is, is werken om commerciële zonnepanelen dichter bij die limiet te brengen. De kloof tussen wat theoretisch haalbaar is en wat er tegenwoordig is, is behoorlijk groot geweest, zegt Raffi Garabedian, Chief Technology Officer van First Solar. We dichten dat gat in een razend tempo.
Zonnepanelen gemaakt met cadmiumtelluride zouden aanzienlijk efficiënter kunnen zijn dan conventionele op silicium gebaseerde panelen.
Een obstakel voor het dichten van de kloof is de maximale spanning die beschikbaar is voor cadmiumtelluridecellen. Maximale spanning correleert direct met efficiëntie. Decennialang zijn onderzoekers niet in staat geweest om de één-volt barrière te doorbreken, maar onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory en de staat Washington zeiden in een paper gepubliceerd op 29 februari in Natuur Energie dat ze die limiet hebben overschreden .
Conventionele siliciumzonnecellen vertegenwoordigen tegenwoordig meer dan 90 procent van de markt voor zonne-energie, maar ze zijn relatief duur om te maken. Cadmiumtelluride, een dunnefilmtechnologie, biedt verbeterde prestaties doordat het bijna zijn maximale efficiëntie bereikt, vooral in warme, vochtige omstandigheden. Hoewel dunnefilmcellen ogenschijnlijk goedkoper te maken zijn, is hun efficiëntie achtergebleven bij die van conventionele. Toch hebben ze meer verbetering laten zien. Monokristallijn silicium is qua efficiëntie de gouden standaard voor de huidige zonne-energie, zegt Garabedian, maar het record voor het meest efficiënte commercieel beschikbare product werd in 1999 gevestigd op ongeveer 25 procent, en het is er nog steeds. In dezelfde periode is [cadmiumtelluride] met een enorme marge verbeterd.
Kelvin Lynn, van de Washington State University, leidde een team dat door de al lang bestaande barrière van één volt brak voor maximale spanning van een cadmiumtelluridecel.
Maar fabrikanten van cadmiumtelluride hebben het de afgelopen jaren moeilijk gehad. In 2013 verwierf First Solar de technologie van GE nadat GE plannen voor een fabriek van $ 300 miljoen in Colorado had geannuleerd. Een aantal andere fabrikanten zijn gelanceerd en hebben gefaald, waaronder Abound Solar, een in Colorado gevestigde startup die een leninggarantie van $ 400 miljoen ontving van de federale overheid en vervolgens faillissement aangevraagd in 2012 .
First Solar concentreert zich op de zonnemarkt voor nutsbedrijven in plaats van zonne-installaties op het dak, waar de behoefte aan panelen met een hoger rendement tot nu toe de behoefte aan op silicium gebaseerde cellen heeft gedicteerd. Het bedrijf heeft enkele van de grootste zonneparken ter wereld ontwikkeld, waaronder de Topaas en Woestijnzonlicht projecten, in Californië, die elk een capaciteit van 550 megawatt hebben.
Omdat cadmiumtelluride een dunnefilmtechnologie is, is er minder materiaal nodig om een vergelijkbare hoeveelheid elektriciteit te produceren dan conventionele siliciumtechnologie. Het productieproces is ook eenvoudiger. Dat moet in principe leiden tot lagere kosten voor de geproduceerde elektriciteit. In de praktijk is dat niet altijd het geval; volgens GTM Research , zullen de kosten per watt van kristallijn siliciumpanelen volgend jaar dalen tot $ 0,36 per watt. In 2013 (de laatste keer dat het bedrijf cijfers over de productiekosten publiceerde), zei First Solar dat de kosten per watt had $ 0,57 bereikt .
Afgezien van kostenvergelijkingen is Wall Street optimistisch over de vooruitzichten van het bedrijf: de aandelenkoers is de afgelopen vijf maanden met 68 procent gestegen.
De industrie bevindt zich in een transformatieve periode, zegt Garabedian. We maken ons nog steeds grote zorgen over het cyclische karakter van de zonne-energie-industrie en over het feit dat we betrapt worden op overcapaciteit. We blijven deze technologie verbeteren en zien wat de toekomst brengt.