Бүгінгі таңда әлемдегі шатырларды, егістіктерді және шөлдерді жабатын күн батареяларының көпшілігі бірдей ингредиентті бөліседі: кристалды кремний.Шикі полисилицийден жасалған материал пластинкаларға айналады және күн сәулесін электр энергиясына түрлендіретін күн батареяларына сыммен жалғанған.Жақында саланың осы бірегей технологияға тәуелділігі жауапкершілікке айналды.Жеткізу тізбегіндегі кедергілербаяулайдыбүкіл әлем бойынша жаңа күн қондырғылары.Қытайдың Шыңжаң аймағындағы полисилицийдің негізгі жеткізушілері —ұйғырлардың мәжбүрлі еңбегін пайдаланды деп айыпталған— АҚШ-тың сауда санкцияларына тап болды.
Бақытымызға орай, кристалды кремний күн энергиясын пайдалануға көмектесетін жалғыз материал емес.Америка Құрама Штаттарында ғалымдар мен өндірушілер кадмий теллуридті күн технологиясының өндірісін кеңейту үшін жұмыс істеуде.Кадмий теллуриді – «жұқа қабықша» күн батареясының бір түрі және бұл атау айтып тұрғандай, ол дәстүрлі кремний ұяшығынан әлдеқайда жұқа.Бүгінгі күні кадмий теллуридті пайдаланатын панельдер40 пайызға жуық қамтамасыз етедіАҚШ-тың коммуналдық қызметтер нарығының және жаһандық күн нарығының шамамен 5 пайызын құрайды.Және олар кеңірек күн өнеркәсібіне қарсы желдің пайдасын көреді.
«Бұл өте құбылмалы уақыт, әсіресе кристалды кремний жеткізу тізбегі үшін», - деді Келси Госс, Wood Mackenzie энергетикалық кеңес беру тобының күнді зерттеу талдаушысы.«Кадмий теллурид өндірушілерінің алдағы жылы нарықтағы көбірек үлесін алуы үшін үлкен әлеует бар».Әсіресе, ол кадмий теллурид секторы қазірдің өзінде кеңейіп жатқанын атап өтті.
Маусым айында күн өндіруші First Solar бұл туралы айтты680 миллион доллар инвестициялайдыОгайоның солтүстік-батысындағы үшінші кадмий теллурид күн зауытында.Нысан 2025 жылы салынып біткен кезде компания бұл аймақта құны 6 гигаватт болатын күн батареяларын шығара алады.Бұл шамамен 1 миллион американдық үйді қуаттандыруға жеткілікті.Огайо штатында орналасқан тағы бір күн фирмасы Toledo Solar нарыққа жақында шығып, тұрғын үйлердің төбесі үшін кадмий теллуридті панельдер жасауда.Ал маусым айында АҚШ Энергетика министрлігі және оның жаңартылатын энергия көздерінің ұлттық зертханасы немесе NREL,20 миллион долларлық бағдарламаны іске қостызерттеулерді жеделдету және кадмий теллуридін жеткізу тізбегін өсіру.Бағдарламаның мақсаттарының бірі - АҚШ-тың күн нарығын жеткізудің жаһандық шектеулерінен оқшаулауға көмектесу.
Бұрын Solar Cell Inc деп аталатын NREL және First Solar зерттеушілері 1990 жылдардың басынан бері бірге жұмыс істеп келеді.кадмий теллурид технологиясы.Кадмий және теллурид сәйкесінше мырыш кендерін балқыту және мысты тазартудың жанама өнімдері болып табылады.Кремний пластиналары ұяшықтарды жасау үшін біріктірілген болса, кадмий мен теллурид жұқа қабат ретінде - адам шашының диаметрінің оннан бір бөлігіндей - шыны тақтаға басқа электр өткізгіш материалдармен бірге қолданылады.First Solar, қазір әлемдегі ең ірі жұқа пленка өндірушісі, 45 елде күн қондырғылары үшін панельдер жеткізді.
Технологияның кристалды кремнийден белгілі бір артықшылықтары бар, дейді NREL ғалымы Лорел Мэнсфилд.Мысалы, жұқа пленка процесі пластинаға негізделген тәсілге қарағанда азырақ материалдарды қажет етеді.Жұқа пленка технологиясы сонымен қатар рюкзактарды немесе дрондарды жабатын немесе ғимарат қасбеттері мен терезелеріне біріктірілген икемді панельдерде қолдануға өте ыңғайлы.Маңыздысы, жұқа пленка панельдері ыстық температурада жақсы жұмыс істейді, ал кремний панельдері қызып кетуі мүмкін және электр энергиясын өндіруде тиімділігі төмен болады, деді ол.
Бірақ кристалды кремний басқа салаларда басымдыққа ие, мысалы, олардың орташа тиімділігі - панельдер сіңіретін және электр энергиясына айналдыратын күн сәулесінің пайызын білдіреді.Тарихи тұрғыдан алғанда, кремний панельдері кадмий теллуридті технологиясына қарағанда жоғары тиімділікке ие болды, дегенмен, алшақтық қысқарып келеді. Бүгінгі өнеркәсіпте өндірілген кремний панельдері тиімділікке қол жеткізе алады.18-22 пайыз, ал First Solar өзінің ең жаңа коммерциялық панельдерінің орташа тиімділігін 18 пайыз деп хабарлады.
Дегенмен, кремнийдің әлемдік нарықта үстемдік етуінің негізгі себебі салыстырмалы түрде қарапайым.«Мұның бәрі құнына байланысты», - деді Госс.«Күн нарығы ең арзан технологияға негізделген».
Кристалдық кремнийдің әрбір ватт күн энергиясын өндіру үшін шамамен $0,24-0,25 тұрады, бұл басқа үміткерлерге қарағанда аз, деді ол.First Solar компаниясы бұдан былай кадмий теллуридті панельдерін өндірудің бір ватт құны туралы есеп бермейтінін, тек бұл шығындар 2015 жылдан бері «айтарлықтай төмендегенін» айтты.бір ватт үшін 0,46 долларды құрады— және жыл сайын төмендей береді.Кремнийдің салыстырмалы арзан болуының бірнеше себептері бар.Компьютерлер мен смартфондарда да қолданылатын полисилиций шикізаты кадмий мен теллуридке қарағанда кеңінен қол жетімді және арзан.Кремний панельдері мен олармен байланысты құрамдас бөліктерге арналған зауыттар ұлғайған сайын, технологияны жасау мен орнатудың жалпы шығындары азайды.Қытай үкіметі де көп нәрсеге ие болдықолдау және субсидиялауелдің кремнийлі күн секторы - соншалықты көпшамамен 80 пайызКүн энергиясын өндірудің әлемдік тізбегі қазір Қытай арқылы өтеді.
Панельдердің құнының төмендеуі жаһандық күн бумына түрткі болды.Соңғы онжылдықта дүние жүзіндегі жалпы орнатылған күн қуаты 2011 жылы шамамен 74 000 мегаватт болса, 2020 жылы шамамен 714 000 мегаваттқа дейін шамамен он есе өсті.сәйкесЖаңартылатын энергияның халықаралық агенттігі.Америка Құрама Штаттары дүние жүзіндегі жалпы көлемінің шамамен жетінші бөлігін құрайды, ал қазір күнең үлкен көздердің біріАҚШ-та жыл сайын орнатылған жаңа электр қуаты.
Кадмий теллуридінің және басқа жұқа пленка технологияларының бір ватт құны өндіріс кеңейген сайын қысқарады деп күтілуде.(Бірінші Күн дейдіОның Огайодағы жаңа қондырғысы ашылғанда, компания бүкіл күн нарығында бір ватт үшін ең төмен бағаны жеткізетінін айтады.) Бірақ құн маңызды көрсеткіш емес, өйткені саланың ағымдағы жеткізу тізбегі мәселелері мен еңбек мәселелері анық көрінеді.
First Solar компаниясының бас директоры Марк Видмар компанияның 680 миллион долларға жоспарланған кеңеюі өзін-өзі қамтамасыз ететін жеткізу тізбегін құру және АҚШ-тың күн өнеркәсібін Қытайдан «айыру» бойынша үлкен күш-жігердің бір бөлігі екенін айтты.Кадмий теллуридті панельдер ешқандай полисилицийді пайдаланбағанымен, First Solar теңіз көлігі саласындағы пандемиядан туындаған артта қалу сияқты саланың алдында тұрған басқа да қиындықтарды сезінді.Сәуірде First Solar инвесторларға американдық порттардағы кептеліс оның Азиядағы қондырғыларынан панельді тасымалдауды тоқтатып жатқанын айтты.АҚШ-тағы өндірісті ұлғайту компанияға жүк кемелерін емес, панельдерін жөнелту үшін автомобильдер мен темір жолдарды пайдалануға мүмкіндік береді, деді Видмар.Ал компанияның күн батареяларын қайта өңдеу бағдарламасы оның шетелдік жеткізу тізбегі мен шикізатқа тәуелділігін одан әрі азайта отырып, материалдарды бірнеше рет қайта пайдалануға мүмкіндік береді.
First Solar панельдерді шығарып жатқанда, компанияның және NREL ғалымдары кадмий теллурид технологиясын сынауды және жетілдіруді жалғастыруда.2019 жылы серіктестержаңа көзқарас қалыптастырдыбұл одан да жоғары тиімділікке қол жеткізу үшін жұқа пленкалық материалдарды мыс және хлормен «допингтеуді» қамтиды.Осы айдың басында NRELнәтижелерін жарияладыКолорадо штатының Голден қаласындағы ашық ғимаратында 25 жылдық далалық сынақ.Кадмий теллуридті панельдердің 12 панельдік жиыны өзінің бастапқы тиімділігінің 88 пайызында жұмыс істеді, бұл жиырма жылдан астам уақыт бойы сыртта отырған панель үшін күшті нәтиже.NREL шығарылымына сәйкес, деградация «кремний жүйелеріне сәйкес келеді».
Мансфилд, NREL ғалымы, мақсат кристалдық кремнийді кадмий теллуридімен алмастыру немесе бір технологияны екіншісінен жоғары етіп орнату емес екенін айтты.«Менің ойымша, олардың барлығына нарықта орын бар және олардың әрқайсысының өз өтініштері бар», - деді ол.«Біз барлық энергияның жаңартылатын көздерге кеткенін қалаймыз, сондықтан бізге бұл қиындықты жеңу үшін осы әртүрлі технология түрлері қажет».
Жіберу уақыты: 17 қыркүйек 2021 ж