|
Componentele cheie ale unui sistem de putere fotovoltaic sunt celulele fotovoltaice (uneori, numite celule solare electrice) interconectate si incapsulate pentru a forma un modul fotovoltaic (produsul comercial), structura de montaj pentru modul sau matricea, invertorul (esentiale pentru sistemele conectate la retea si necesar pentru multe sisteme in afara retelei), acumulatorul si controlerul (doar pentru sistemele in afara retelei).
Tehnologiile de siliciu cristalin, in present, sunt luate in considerare pentru majoritatea globala a producatorilor de celule din tarile AIE PVPS.
Celulele cu un singur cristal PV, celulele monocristaline sunt fabricate utilizand o metoda de crestere cu un singur cristal si au eficienta comerciala intre 15% si 18%.
Celulele multicristaline sau celulele policristaline sunt de obicei fabricate printr-un process de topire si de solidificare, sunt mai putin costisitoare pentru a le produce, dar au o marja mica si sunt mai putin eficiente, cu eficienta de conversie de aproximativ 14%.
Celule fotovoltaice realizate din panglici demonstreaza o eficienta medie de aproximativ 14%.
Celule Thin Film (cu pelicula subtire) sunt construite prin depunerea extrem de subtire de straturi de materiale semiconductoare fotovoltaice pe un material de suport, cum ar fi sticla, otelul inoxidabil sau materialul plastic, arata o eficienta stabila in intervalul de la 7% la 13%. Materialele Thin Film sunt utilizate in scop comercial de siliciu amorf (A-Si), cadmiu-telur (CdTe) si cupru-indiu-galiu-diselenide (CIGS).
Module disponibile in comert cu pelicula subtire:
• Sunt potential mai ieftine ca fabricatie decat celulele cristaline (monocristaline sau policristaline);
• Au o atractivitate mai mare pentru clienti datorita elementelor de design din cauza aparentei lor omogene;
• Dezavantajele prezente, cum ar fi eficienta scazuta de conversie si care necesita suprafete mai mari de matrici fotovoltaice si mai mult material (cabluri, structuri de sprijin) pentru a produce aceeasi cantitate de energie electrica.
Tehnologia fotovoltaica poate fi angajata intr-o varietate de aplicatii:
Sisteme fotovoltaice rezidentiale in afara retelei:
• Furnizarea de energie electrica catre gospodarii si sate care nu sunt conectate la reteaua de energie electrica (de asemenea, mentionate in continuare de retea);
• Furnizare de energie electrica pentru iluminat, pentru refrigerare si pentru alte sarcini de putere mica;
• Au fost instalate in toata lumea;
• Sunt adesea tehnologia cea mai potrivita pentru a satisface cererile de energie a comunitatilor isolate.
Sisteme fotovoltaice comerciale in afara retelei:
• Sunt utilizate in locatii in care cantitati mici de energie electrica au o valoare ridicata;
• Au reprezentat prima cerere comerciala pentru sistemele terestre PV;
• Furnizeaza energie pentru o gama larga de aplicatii, cum ar fi telecomunicatiile, pomparea apei, refrigerarea vaccinurilor si pentru navigatie;
• Sistemele fotovoltaice comerciale au un cost competitiv fata de alte surse generatoare de mici dimensiuni.
Sisteme fotovoltaice conectate la o retea locala:
• Puterea de a oferi clientilor conectati la reteaua locala de electricitate sau direct la energia electrica din retea (in special in cazul in care o parte a retelei de energie electrica este configurata la o sursa de alimentare de la o serie de clienti, mai degraba decat sa ofere un transport in vrac de energie electrica in sens clasic);
• Poate fi pe sau integrata in imobilul clientului, de multe ori din nevoia suplimentara de energie electrica, pe cladiri publice si comerciale, sau in alta parte in mediul construit.
Sisteme fotovoltaice conectate la o retea centralizata:
• Indeplinesc functiile centralelor electrice centralizate;
• Alimentarea cu energie care nu este asociata cu un client anume;
• Furnizarea de energie primara in vrac, mai degraba existenta in reteaua de energie electrica pentru indeplinirea functiilor specifice.
|
|
Performanta tehnica la nivel de sistem s-a imbunatatit cu fiecare an. Raporturile de performanta (panoul fotovoltaic la iesire impartit la suprafata iradiata) a ajuns la un PR = 0,80 pentru cele mai bine concepute sisteme, instalatii de fotovoltaice fara umbrire, cu accent pe componentele fiabile si de inalta calitate pentru a asigura functionarea pe termen lung.
Din perspectiva industriei de performanta, in 2007, au fost patru mari producatori de siliciu pentru panourile solare fotovoltaice din clasa tarilor memebre PVPS AIE (asociatia internationala a industriei fotovoltaice) in timp ce in afara tarilor AIE PVPS productia de siliciu a fost neglijabila (cu toate acestea productia este acum in crestere, de exemplu, in China).
Volumul total de productie de celule fotovoltaice pentru anul 2007 in tarile AIE PVPS a fost raportata la aproximativ 2.400 MW, o crestere de 26% fata de anul precedent.
• Productia de celule si module fotovoltaice in Japonia a reprezentat 39% si respectiv 22% din productie totala din tarile AIE PVPS.
• Germania a avut al doilea loc in producerea de celule cu 35%, si primul loc pentru productia de module cu o cota de 36%.
Tarile din afara PVPS AIE reprezinta acum eventual 40 % din celulele fotovoltaice din lume, cat si ca productie de module fotovoltaice - aceasta evolutie fiind un fenomen foarte recent.
|
|
Preturile raportate pentru intreaga industrie de sisteme fotovoltaice variaza considerabil si depind de o varietate de factori:
• Dimensiunea panoului fotovoltaic
• Locatia unde se monteaza
• Tipul de client
• Conexiunea la o reteaua de electricitate
• Specificatiile tehnice
• Masura in care preturile platite de utilizatorul final sa reflecte costurile reale ale tuturor componentelor
Modulele fotovoltaice alcatuiesc aproximativ doua treimi din cele mai scazute preturi de conectare a sistemului la retea. Balanta sistemului (BOS): de exemplu, componentele care nu sunt module PV) reprezinta intre 20% (conectat la retea) si 70% (in afara retelei) din sistemul fotovoltaic instalat cu tot cu cheltuieli de manopera.. In consecinta, productia de produse adiacente a devenit un important sector in cadrul industriei in sens larg de panouri fotovoltaice.
In medie, preturile de sistem fotovoltaic pentru cel mai mic pret in afara retelei sunt duble fata de cel mai mic pret de conectare la retea. In 2007:
• Pretul cel mai scazut pentru instalarea de sisteme conectate la retea varia intre tari, in medie fiind de 6,9 USD per watt. De obicei, preturile au fost in jurul 6,5 dolari pana la 7,5 dolari per watt
• Pretul mediu la modulele fotovoltaice in tarile cu industrie de profil avansata a scazut marginal (In medie la aproximativ 4,4 USD per watt), comparativ cu cifra corespunzatoare pentru anul 2006.
|
|
Recentele analize la un ciclu de viata al sistemelor de panouri fotovoltaice, rata de emisii de CO2 este de aproximativ 13-20g/°C/kWh provenita de la sistemele fotovoltaice la o expunere mare la soare. Asemenea calcule tin cont de locatie, de eficienta si de modul de viata, de performanta materialelor si de consumul de energie si de resurse. In multe parti ale Europei, de exemplu, emisiile se pot ridica la aproximativ 50 g/°C /kWh.
Activitatile de cercetare sunt abordate concomitent cu preocupari de mediu asociate cu productia de panouri fotovoltaice. De exemplu, reciclarea modulului fotovoltaic cu pelicula subtire se poate realiza acum prin separarea a 99,99% din produs si de recuperarea de CdTe (Cadmium telluride).
|
|
Aceasta industrie este de asteptat sa evolueze prin imbunatatirea continua in eficienta a tehnologiei si materialelor. Materiale noi de la nano-stiinta pot crea progrese tehnologice, dar nu peste noapte. Mai mult, tehnologia fotovoltaica este imbunatatita eficient la toate tipurile pe baza de celule fotovoltaice, eficienta realizata in laborator pentru un singur cristal – monocristalin la peste 25%, precum si pentru tehnologii de film subtire – thin film la peste 19%.
Principalele obiective ale tehnologiei fotovoltaice consta in realizarea de eforturi pentru a reduce consumul de siliciu si grosimea de 250μm la 160μm, in timp ce simultan cu cresterea sperantei de viata a modulelor PV de la 20 la 35 de ani.
O varietate de tehnologii de panouri fotovoltaice cu pelicula subtire (thin film) intra in prezent pe piata la scara industriala, si anume CIGS (Copper indium gallium <di>selenide), CdTe (Cadmium telluride) si celule hibrid intre amorf si siliciu microcristalin.
|
|
Tarile partenere in asociatia internationala de energie fotovoltaica (AIE PVPS) au raportat instalati 2,26 GW de panouri fotovoltaice in cursul anului 2007, care a adus capacitatea totala instalata la 7,8 GW. Spania si Germania au instalat de departe cea mai mare parte (73%) sisteme electrice fotovoltaice.
In special cu nivelurile recente de crestere observate in tarile membre ale AIE PVPS, aceasta capacitate instalata raportata reprezinta o proportie semnificativa a capacitatii la nivel mondial PV.
Rata anuala de crestere de capacitatii instalate cumulate in tarile PVPS AIE a ramas destul de constanta la un impresionant 40%.
• Germania a crescut capacitatea fotovoltaica cumulata instalata de la 42% (asemanatoare celei din anul precedent)
• Japonia are o rata de crestere mai scazuta la 12%
• Spania are o capacitate cumulata instalata crescuta de mai mult de patru ori.
|
|
Conform unui studiu al asociatiei internationala a indutriei de fotovoltaice, realizat in 14 tari, puterea potentiala de productie solara de la acoperisuri si fatade disponibile pentru celulele fotovoltaice s-ar putea situa intre 15% si 60% pentru a satisface cererea de energie electrica in fiecare tara.
Astazi, pietele, cu crestere crescuta in domeniul PV, pot fi gasite in Germania, SUA, Spania, Italia, Franta, Coreea si Portugalia. Piata anuala in Japonia a scazut in 2007 fata de 2006. Tari cum ar fi Austria si Tarile de Jos au ramas in stationare comparativ cu maximele din anii precedenti.
• Sistemele fotovoltaice electrice conectate la retea (Grid-conected PV) continua puternic dependenta fata de stimulentele guvernamentale.
• Sistemele fotovoltaice rurale - Sunt unele dintre principalele caracteristici ale tehnologiei PV si anume capacitatea sa de a produce electricitate oriunde, cu o gama foarte larga de dimensiuni si independenta fata de infrastructura locala, cu exceptia pentru conditiilor tehnice necesare sistemelor in cauza cat si a lanturilor de aprovizionare pentru instalare si intretinere corespunzatoare. Acest lucru face din panourile fotovoltaice un sistem ideal pentru a raspunde nevoilor de electrificare numeroase din tarile in curs de dezvoltare care se confrunta adesea cu enorme obstacole in furnizarea de acces la electricitate, in anumite zone rurale.
• La jumatatea perioadei prognozate - Pana aproximativ in anul 2020 se estimeaza ca pretul de energie electrica generate de fotovoltaice atinge paritatea cu preturile de vanzare cu amanuntul al energiei electrice clasice printr-o crestere a numarului de piete din intreaga lume, si s-ar putea contribui prin aceasta nou aindustrie cu aproximativ 2% din aprovizionarea cu energie electrica la nivel mondial, de la o fractiune de procent in prezent.
• Perspectivele pe termen lung - Industria fotovoltaica va oferi o mare parte din serviciile globale de energie pentru cei care nu pot sau nu doresc sa fie conectati la retelele de alimentate cu energie electrica, ca optiune de furnizare a energiei electrice distribuite cu o valoare adaugata atat din exploatarea retelelor de energie electrica cat si din stilurile de viata ale consumatorilor, si la fel de bine ca o sursa de generare a energiei electrice centralizate.
|
|
Costul ridicat al tehnologiei reprezinta principalul motiv pentru care se dezvolta relativ incet panourile fotovoltaice pe ambele piete, cu conectare la retea cat si in tarile in curs de dezvoltare.
• In tarile in curs de dezvoltare, lipsa de putere financiara creaza cele mai mari bariere de implementare a sistemelor fotovoltaice.
• Sprijinul seminificativ al autoritatilor publice pe o perioada extinsa de timp va fi necesar pentru realizarea reducerilor de costuri in tehnologia fotovoltaica pentru a sustine o politica de scadere a preturilor pentru o industrie care este competitiva ca alternativa.
In practica, sprijinul poate implica o combinatie de masuri care pot, de obicei, sa functioneze mai eficient impreuna. Problemele de finantare, cresterea gradului de constientizare a partilor interesate si angajamentul politic sunt critice pentru succesul oricarui mecanism in general.
In tarile membre ale asociatiei internationale a industriei fotovoltaice, principalele masuri de sprijin care sunt folosite pentru a inlatura barierele de implementare sunt:
• Platile pentru energia electrica produsa PV de oricine are montata o instalatie fotovoltaica (imbunatatirea tarifului de retea sau montarea lui);
• Subventii pentru reducerea costurilor de montare a sistemelor electrice fotovoltaice;
• Diferite forme de credite fiscale.
Multe guverne au abordat o politica de cotitura iar in atentia lor s-a ajuns la abordari pe termen lung a schimbarilor climei si a problemelor de securitate energetica in viitor. Astfel ca s-au luat masuri concrete de punere in aplicare sau s-a legiferat o reglementare denumita in mod obisnuit ca standard de portofoliu de energii regenerabile (PRC) pentru a creste dezvoltarea de energie regenerabila in tarile lor. Cerintele de constructie durabila sunt, de asemenea, de un real interes.
Pe masura ce piata de panouri fotovoltaice se maturizeaza si noi oportunitati de afaceri sunt identificate, diverse non-utilitati, precum si initiativele bazate pe utilitatile comerciale sunt in curs de dezvoltare. Acestea includ activitati cum ar fi:
• Conditii preferentiale de origine ipotecara si imprumuturi de la bancile comerciale pentru energia verde;
• Ponderea crescuta in ofertele de fonduri private de investitii in campuri fotovoltaice;
• Alte sisteme care se concentreaza pe crearea de bogatie si de succes de afaceri utilizand celulele fotovoltaice ca un vehicul pentru a atinge aceste scopuri.
In sectorul utilitatilor de energie electrica, diferite modele de afaceri cu fotovoltaice sunt in curs de dezvoltare, partial ca raspuns la politicii publice si a reglementarilor legale. Multe companii de energie electrica promoveaza in toata lumea initiativa "Puterea verde", in care clientii pot achizitiona energie electrica verde.
|
|
|
