Τεχνολογικές Εξελίξεις Φωτοβολταϊκών Συστημάτων

Transcript

1 Τεχνολογικές Εξελίξεις Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Πανεπιστήμιο Κύπρου

2 Περιεχόμενα Σημερινή κατάσταση στα θέματα Ενέργειας Τιμές Ηλεκτρικού Ρεύματος Προοπτική Ηλιακής Ενέργειας Εξελίξεις σε θέματα ΦΒ τεχνολογίας Δραστηριότητες σε θέματα ΦΒ τεχνολογίας στην Κύπρο

3 Σημερινή κατάσταση όσον αφορά την ενέργεια The earth has a fever and the fever is rising. We have began waging war on the Earth itself and it is time to make peace with this planet, Al Gore, Nobel Prize Ευρωπαϊκοί Στόχοι για το % αύξηση στην ενεργειακή απόδοση 20% μείωση στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου 20% μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας 10% Βιοκαύσιμα στις μεταφορές

4 Μεγάλο μειονέκτημα των ΦΒ το υψηλό κόστος

5 Τιμές ΦΒ Συστημάτων SolarBuzz Retail Module Price Index Dec Jan 2012 Europe ( ) 4.5 Price per Watt Peak Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan-05 Jan-06 Jan-07 Jan-08 Jan-09 Jan-10 Jan-11 Jan-12

6 electricity production costs [ /kwh] p ] Germany Cyprus South Africa Κόστος Ηλεκτρικού Ρεύματος από ΦΒ /kw p n = 20 years i = 6 % ct /kw p 1000 /kw p 500 /kw p 7 ct Τιμή ηλεκτρισμού από ΦΒ 7-12 cents/kwh *Source: Prof. J. H. Werner, IPV, Stuttgart annual energy yield E [kwh/(kw p a)] Οικιακός Ηλεκτρισμός > 22 cents/kwh Πιο φθηνό ηλεκτρικό ρεύμα από τα ΦΒ

7 Ενεργειακά Αποθέματα

8 Ηλιακό Δυναμικό στην Κύπρο

9 Εμπειρία με Ηλιακή Ενέργεια

10

11 Αποδόσεις ΦΒ κυττάρων Best Research-Cell Efficiencies

12 Τάσεις στις αποδόσεις ΦΒ κυττάρων 50%

13 PV-modules [MW] Ετήσια Παγκόσμια Αγορά ΦΒ Πλαισίων GW 100 B!! c-si factor 2000 in 30 years!!! 10 2 PV total 20 MW a-si CdTe CIGS *Source: Prof. J. H. Werner, IPV, Stuttgart year

14 Market Share [%] Μικρή αγορά για ΦΒ λεπτής στρώσης Crystalline Si Thin Films *Source: Prof. J. H. Werner, IPV, Stuttgart

15 ΦΒ Τεχνολογίες κάτω από μελέτη Monocrystalline Silicon (Atersa) Multicrystalline Silicon (SolarWorld, Solon) Amorphous Silicon (Schott Solar, Mitsubishi) EFG and Main (Schott Solar) Saturn Cell (BP) Back Contact Cell (Sunpower) HIT (Sanyo) Cadmium Telluride (First Solar) Copper Indium Diselenide, CIS (Wurth) Tracked System Concentrator System (Concentrix Solar) Tracker and Concentrating Technologies Amorphous Silicon and other thin film Technologies Monocrystalline Technologies High Efficiency Multicrystalline Technologies Technologies Funded by the German BMU

16 Σύστημα Μετρήσεων

17 Άλλη Υποδομή

18 Εσωτερικός Χαρακτηρισμός

19 Εσωτερικός Χαρακτηρισμός (2)

20 AC-Energy Yield [kwh AC /kwp rated ] Ετήσια παραγωγή Ενέργειας σε Κύπρο και Γερμανία Stuttgart Nicosia average ) monocrystalline BP mono-c-si Atersa mono-c-si Sanyo HIT-Si SunPower mono-c-si Schott MAIN-Si multicrystalline Schott EFG-Si Solon multi-c-si SolarWorld multi-c-si Mitsubishi a-si(1) Schott a-si(2) thin film First Solar CdTe Würth CIGS

21 Πρωταθλητές Ετήσιας Ενεργειακής Παραγωγής (Κύπρος, Γερμανία) Year First Second Third Fourth Nicosia Suntechnics mono-c-si Würth Solar CIGS Sanyo HIT mono-c-si First Solar CdTe Suntechnics mono-c-si Würth Solar CIGS Sanyo HIT mono-c-si Atersa mono-c-si Suntechnics mono-c-si Atersa mono-c-si Sanyo HIT mono-c-si Würth Solar CIGS Stuttgart Würth Solar CIGS Schott Solar a-si Suntechnics mono-c-si Solon multi-c-si Suntechnics mono-c-si Würth Solar CIGS Schott Solar MAIN multi-c-si SolarWorld multi-c-si Suntechnics mono-c-si Würth Solar CIGS Solon multi-c-si Schott Solar MAIN multi-c-si 2 1

22 Εποχιακή Απόδοση (Κρυσταλλικά) DC performance ratio (%) Jun-06 Sep-06 Mono-c-Si Dec-06 Mar-07 Jun-07 Sep-07 Dec-07 Mar-08 Jun-08 Sep-08 Dec-08 Mar-09 Jun-09 Atersa BP Solar Sanyo Suntechnics Ambient temperature Sep-09 Dec-09 Mar-10 Jun Ambient DC performance temperature ratio ( C) (%) Jun-06 Sep-06 Poly-c-Si Dec-06 Mar-07 Jun-07 Sep-07 Dec-07 Mar-08 Jun-08 Sep-08 Dec-08 Mar-09 Jun-09 Schott Solar (MAIN) Schott Solar (EFG) SolarWorld Solon Ambient temperature Sep-09 Dec-09 Mar-10 Jun Ambient temperature ( C)

23 Εποχιακή Απόδοση (Λεπτής Στρώσης) DC performance ratio (%) Jun-06 Sep-06 Thin Film Dec-06 Mar-07 Jun-07 Sep-07 Dec-07 Mar-08 Jun-08 Sep-08 Dec-08 Mar-09 Jun-09 Sep-09 Wurth (CIGS) First Solar (CdTe) Ambient temperature Dec-09 Mar-10 Jun DC Ambient performance temperature ratio ( C) (%) Jun-06 Sep-06 Amorphous-Si Dec-06 Mar-07 Jun-07 Sep-07 Dec-07 Mar-08 Jun-08 Sep-08 Dec-08 Mar-09 Jun-09 Sep-09 MHI (a-si) Schott Solar (a-si(2)) Ambient temperature Dec-09 Mar-10 Jun Ambient temperature ( C)

24 Αποδόμηση (Degradation) 100 DC performance ratio (%) y = x DC PR time series 10 Sanyo HIT mono-c-si Linear fit 0 Jun-06 Dec-06 Jun-07 Dec-07 Jun-08 Dec-08 Jun-09 Dec-09 Jun-10 G. Makrides, B. Zinsser, G. E. Georghiou, M. Schubert and J. Werner, Degradation of Different Photovoltaic Technologies Under Field Conditions, IEEE PVSC-35 Conference, Hawaii, June 2010, pp 1-6.

25 Τάση Αποδόμησης για διάφορες ΦΒ Τεχνολογίες Annual performance loss rate (%/year) Atersa mono-c-si SolarWorld multi-c-si Wurth CIGS First Solar CdTe MHI a-si Period (years)

26 Νέες εξελίξεις στα θέματα υλικών για οπίσθια επιφάνεια (back sheet) Module Temperature ( C) :00:00 (a) 11:00:00 12:00:00 13:00:00 ucy1-05 ucy1-06 ucy1-07 ucy1-08 ucy :00:00 Module Temperature ( C) :00:00 (b) 11:00:00 12:00:00 13:00:00 ucy1-05 ucy1-06 ucy1-07 ucy1-08 ucy :00:00

27 Πρόβλεψη Απόδοσης (Performance Forecasting)

28 Potential Induced Degradation

29 Δραστηριότητες Διάχυσης

30 Περίληψη 1. Εγκαταστάσεις ΦΒ (τέλος 2012) GW παγκόσμια, 33 GW Γερμανία, 13 MW Κύπρος - ηλεκτρικό ρεύμα από ΦΒ 12 ct/kwh στη Γερμανία - περίπου 7 ct/kwh στην Κύπρο 2. Υλικά ΦΒ - 85 με 90 % κρυσταλλικό πυρίτιο - Το πυρίτιο αναπτύσσεται συνεχώς 3. Έρευνα σε ΦΒ: ΦΒ σε μεγάλη επιφάνεια, μακροπρόθεσμη αποδόμηση, αξιοπιστία ΦΒ, νέα υλικά με καλύτερες θερμικές ιδιότητες, πρόβλεψη παραγωγής 4. Η Κύπρος βρίσκεται σε ιδανική θέση για αξιοποίηση των ΦΒ - πολλή διαθέσιμη επιφάνεια - καλύτερο ηλιακό δυναμικό και φθηνότερο ηλεκτρικό ρεύμα - καλύτερος συσχετισμός μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης

31 Συμπέρασμα Το μέλλον της ΦΒ Τεχνολογίας είναι πολύ ΦΩΤΕΙΝΟ Πρέπει να είναι μέρος του ενεργειακού μας ισοζυγίου

32