211service.com
Silicium opdelen voor goedkopere zonne-energie
Solariums , een startup gevestigd in Fremont, CA, is van plan de kosten van zonnepanelen te verlagen door de hoeveelheid duur materiaal die nodig is te verminderen. Het is onlangs begonnen met het verzenden van zijn eerste panelen om klanten te selecteren. Dit voorjaar start het bedrijf met de productie van zonnepanelen in een fabriek die gebouwd is om 25 megawatt aan zonnepanelen per jaar te produceren.
Gestripte zonne-energie: Door siliciumzonnecellen in stroken te snijden (links) en gegoten plastic (rechts) te gebruiken om er licht naar toe te leiden, kan Solaria de kosten van zijn zonnepanelen verlagen.
De huidige hoge kosten voor het type silicium dat in fotovoltaïsche energie wordt gebruikt, hebben de prijs van conventionele zonnepanelen aanzienlijk opgedreven. De cellen van Solaria genereren ongeveer 90% van het vermogen van een conventioneel zonnepaneel, terwijl ze de helft minder silicium gebruiken, zegt Kevin Gibson, CTO van Solaria.
Gewoonlijk overspant het silicium in een zonnepaneel het oppervlak en verzamelt het licht van een zo groot mogelijk gebied. Maar Solaria snijdt het silicium in dunne reepjes en plaatst ze uit elkaar zodat ze slechts ongeveer de helft van het oppervlak van het paneel uitmaken. Een doorzichtige gegoten plastic hoes verzamelt het licht van het hele paneel en leidt het naar de siliconenstrips.
Deze aanpak bespaart geld omdat de totale kosten van het gegoten plastic, andere extra materialen en toegevoegde fabricagestappen nog steeds lager zijn dan de kosten van het extra silicium dat in conventionele zonnepanelen wordt gebruikt. Solaria verlaagt ook de kosten door gebruik te maken van productieapparatuur die al is ontwikkeld voor de halfgeleiderindustrie, waardoor dure aangepaste apparatuur wordt vermeden. Gibson zegt dat de eerste producten van Solaria economisch genoeg zullen zijn om te concurreren met panelen die door veel grotere bedrijven worden geproduceerd, en dat opeenvolgende productgeneraties tussen de 10 en 30 procent minder zullen kosten dan hun concurrenten.
De siliciumprijzen zijn nu hoog. Maar het element is er in overvloed en er komen nu al nieuwe faciliteiten online om meer verfijnd silicium te produceren. Om op de lange termijn concurrerend te zijn, zal Solaria andere kostenbesparende maatregelen moeten nemen, met name het verbeteren van de algehele efficiëntie van zijn zonnepanelen, zegt Tonio Buonassisi , een professor in werktuigbouwkunde aan het MIT.
Dergelijke verbeteringen zijn mogelijk, zegt Gibson. In conventionele zonnecellen worden bijvoorbeeld draden voor het verzamelen van stroom bovenop de cel geplaatst, waar ze een deel van het binnenkomende zonlicht blokkeren. Solaria zou zijn draden tussen de stroken silicium kunnen plaatsen, waar ze geen licht blokkeren. Omdat de draden niet dun hoeven te worden gemaakt om te voorkomen dat ze het licht blokkeren, kunnen ze worden gedimensioneerd om elektriciteit efficiënter op te vangen.
Zonne diefstal: Solaria hoopt te bezuinigen door gebruik te maken van apparatuur die is ontwikkeld voor de halfgeleiderindustrie, zoals de hier getoonde robot.
Solaria zal concurreren met veel andere bedrijven die manieren hebben ontwikkeld om minder silicium te gebruiken. Altijdgroene zonne-energie , gevestigd in Marlboro, MA, ontdekte een techniek met minder afval om silicium te verwerken. Een groep aan de Australian National University ontwikkelde plakjes silicium op de rand gezet om licht te verzamelen en elektriciteit te produceren. Stellaris , gevestigd in Lowell, MA, heeft een technologie ontwikkeld die, net als die van Solaria, lage concentraties licht gebruikt om de benodigde hoeveelheid silicium te verminderen.
Martha Symko-Davies, senior onderzoekssupervisor bij het National Center for Photovoltaics at the Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie in Golden, CO, zegt dat de benadering van Solaria een voordeel kan hebben ten opzichte van een ander type technologie die spiegels of lenzen gebruikt om zonlicht tot wel honderden keren te concentreren. Hoewel benaderingen met hoge concentratie veelbelovend zijn, zegt Symko-Davies, hebben ze complexe volgsystemen nodig om de apparaten direct op de zon gericht te houden. Deze systemen brengen kosten met zich mee en kunnen na verloop van tijd kapot gaan. De aanpak van Solaria vereist geen volgsysteem.
Tot op heden heeft Solaria $ 77 miljoen opgehaald om zijn technologie te ontwikkelen, met 's werelds grootste fabrikant van zonnecellen, Q-Cell, als primaire investeerder.
Het succes van Solaria op de lange termijn is nog steeds niet verzekerd, zegt Buonassisi. Maar hij zegt ook dat de technologie van het bedrijf een ingenieuze aanpak is. Uiteindelijk voegt hij eraan toe: hoe groter de diversiteit aan technologieën die er zijn, hoe beter.