Повеќето соларни панели што ги покриваат покривите, полињата и пустините во светот денес ја делат истата состојка: кристален силициум.Материјалот, направен од суров полисилициум, е обликуван во наполитанки и жичен во соларни ќелии, уреди кои ја претвораат сончевата светлина во електрична енергија.Неодамна, зависноста на индустријата од оваа единствена технологија стана нешто како обврска.Тесни грла во синџирот на снабдувањесе забавуваатнови соларни инсталации ширум светот.Главните добавувачи на полисилициум во кинескиот регион Ксинџијанг -обвинет за употреба на принудна работа од Ујгурите- се соочуваат со американски трговски санкции.
За среќа, кристалниот силикон не е единствениот материјал кој може да помогне да се искористи сончевата енергија.Во Соединетите Држави, научниците и производителите работат на проширување на производството на соларна технологија на кадмиум телурид.Кадмиум телурид е еден вид сончева ќелија со „тенок филм“ и, како што сугерира тоа име, тој е многу потенок од традиционалната силиконска ќелија.Денес, панели кои користат кадмиум телуридснабдување со околу 40 процентина американскиот пазар за комунални услуги и околу 5 проценти од глобалниот соларен пазар.И тие ќе имаат корист од спротивставените ветрови со кои се соочува пошироката соларна индустрија.
„Тоа е многу нестабилно време, особено за синџирот на снабдување со кристален силикон воопшто“, рече Келси Гос, аналитичар за соларни истражувања за енергетската консултантска група Вуд Мекензи.„Има голем потенцијал за производителите на кадмиум телурид да заземат поголем удел на пазарот во наредната година“.Особено, истакна таа, бидејќи секторот на кадмиум телурид веќе се зголемува.
Во јуни, производителот на солари First Solar рече дека тоа ќе го направиинвестираат 680 милиони долариво третата соларна фабрика за кадмиум телурид во северозападниот дел на Охајо.Кога објектот ќе биде готов, во 2025 година, компанијата ќе може да направи соларни панели од 6 гигавати во областа.Тоа е доволно за напојување на околу 1 милион американски домови.Друга соларна фирма со седиште во Охајо, Toledo Solar, неодамна влезе на пазарот и прави панели од кадмиум телурид за покриви на станбени простории.И во јуни, американското Министерство за енергетика и неговата Национална лабораторија за обновлива енергија, или NREL,започна програма од 20 милиони доларида се забрза истражувањето и да се зголеми синџирот на снабдување за кадмиум телурид.Една од целите на програмата е да помогне да се изолира американскиот соларен пазар од глобалните ограничувања за снабдување.
Истражувачите од NREL и First Solar, претходно наречени Solar Cell Inc., работеа заедно од раните 1990-ти за да развијаттехнологија на кадмиум телурид.Кадмиумот и телуридот се нуспроизводи од топење на цинкови руди и рафинирање на бакар, соодветно.Со оглед на тоа што силиконските наполитанки се поврзуваат за да создадат клетки, кадмиумот и телуридот се нанесуваат како тенок слој - околу една десетина од дијаметарот на човечкото влакно - на стакло, заедно со други материјали што спроведуваат струја.First Solar, сега најголемиот светски производител на тенок филм, испорача панели за соларни инсталации во 45 земји.
Технологијата има одредени предности во однос на кристалниот силикон, вели научникот од NREL, Лорел Менсфилд.На пример, процесот на тенок филм бара помалку материјали од пристапот базиран на нафора.Технологијата на тенок филм е исто така добро прилагодена за употреба во флексибилни панели, како оние што покриваат ранци или дронови или се интегрирани во фасадите и прозорците на зградите.Поважно е тоа што панелите со тенок филм имаат подобри перформанси на топли температури, додека силиконските панели може да се прегреат и да станат помалку ефикасни во производството на електрична енергија, рече таа.
Но, кристалниот силикон има предност во други области, како што е нивната просечна ефикасност - што значи процентот на сончева светлина што панелите ја апсорбираат и ја претвораат во електрична енергија.Историски гледано, силиконските панели имале поголема ефикасност од технологијата на кадмиум телурид, иако јазот се намалува. Денешните индустриски произведени силиконски панели можат да постигнат ефикасност од18 до 22 проценти, додека First Solar објави просечна ефикасност од 18 проценти за своите најнови комерцијални панели.
Сепак, главната причина зошто силиконот доминира на глобалниот пазар е релативно едноставна.„Сè се сведува на трошоците“, рече Гос.„Сончевиот пазар има тенденција да биде многу управуван од најевтината технологија“.
Кристалниот силикон чини околу 0,24 до 0,25 долари за производство на секој вати соларна енергија, што е помалку од другите конкуренти, рече таа.First Solar соопшти дека повеќе не известува за трошоците по вати за производство на своите панели со кадмиум телурид, само дека трошоците „значително се намалиле“ од 2015 година - кога компанијатапријавени трошоци од 0,46 долари по вати- и продолжи да се намалува секоја година.Постојат неколку причини за релативната евтина сила на силиконот.Суровината полисиликон, која исто така се користи во компјутерите и паметните телефони, е пошироко достапна и поевтина од залихите на кадмиум и телурид.Како што се зголемија фабриките за силиконски панели и сродните компоненти, вкупните трошоци за изработка и инсталирање на технологијата се намалија.Кинеската влада, исто така, во голема мераподдржани и субвенциониранисиликонски соларни сектор во земјата - толку многу штооколу 80 процентиод светскиот синџир на снабдување за производство на сончева енергија сега минува низ Кина.
Падот на трошоците за панели го поттикна глобалниот соларен бум.Во текот на последната деценија, вкупниот инсталиран соларен капацитет во светот бележи речиси десеткратно зголемување, од околу 74.000 мегавати во 2011 година на речиси 714.000 мегавати во 2020 година.споредМеѓународната агенција за обновлива енергија.Соединетите Американски Држави сочинуваат околу една седмина од вкупниот број во светот, а соларната е сегаеден од најголемите изворина нов капацитет за електрична енергија инсталиран во САД секоја година.
Трошоците за вати на кадмиум телурид и други технологии за тенок филм на сличен начин се очекува да се намалат како што се проширува производството.(Вели First Solarдека кога ќе се отвори нејзиниот нов капацитет во Охајо, компанијата ќе испорача најниска цена по вати на целиот соларен пазар.) Но цената не е единствената вредност што е важна, како што јасно покажуваат тековните проблеми со синџирот на снабдување во индустријата и загриженоста за работната сила.
Марк Видмар, извршен директор на First Solar, рече дека планираното проширување на компанијата од 680 милиони долари е дел од поголемите напори за изградба на самодоволен синџир на снабдување и „раздвојување“ на американската соларна индустрија од Кина.Иако панелите со кадмиум телурид не користат полисилициум, First Solar почувствува и други предизвици со кои се соочува индустријата, како што се заостанатите работи предизвикани од пандемијата во поморската транспортна индустрија.Во април, First Solar им кажа на инвеститорите дека метежот на американските пристаништа ги задржува испораките на панели од нејзините капацитети во Азија.Зголемувањето на производството во САД ќе и овозможи на компанијата да користи патишта и железници за да ги испорачува своите панели, а не товарни бродови, рече Видмар.А постоечката програма за рециклирање на соларни панели на компанијата ѝ овозможува повеќекратно да ги користи материјалите, дополнително намалувајќи ја нејзината зависност од странски синџири на снабдување и суровини.
Додека First Solar произведува панели, научниците во компанијата и NREL продолжуваат да ја тестираат и подобруваат технологијата на кадмиум телурид.Во 2019 година, партнеритеразви нов пристапшто вклучува „допинг“ на материјалите од тенок филм со бакар и хлор за да се постигне уште поголема ефикасност.Претходно овој месец, NRELги објави резултатитена 25-годишен теренски тест во нејзиниот надворешен објект во Голден, Колорадо.Низа панели од 12 панели од кадмиум телурид работеше со 88 проценти од својата оригинална ефикасност, што е силен резултат за панел што се наоѓа надвор повеќе од две децении.Деградацијата „е во согласност со она што го прават силиконските системи“, се вели во соопштението на NREL.
Менсфилд, научникот на NREL, рече дека целта не е да се замени кристалниот силициум со кадмиум телурид или да се воспостави една технологија како супериорна во однос на другата.„Мислам дека има место за сите нив на пазарот и секој од нив има свои апликации“, рече таа.„Сакаме целата енергија да оди на обновливи извори, така што навистина ни требаат сите овие различни типови на технологија за да одговориме на тој предизвик.
Време на објавување: 17-ти септември 2021 година