ИННОВАЦИИ В ТЭК проект Минэнерго России Личный кабинет

Отчет о развитии фотоэлектрических технологий

19.04.2021 Автор: Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии (Joint Research Centre European Commission) Источник: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC123157/jrc123157_online_2.pdf

За последнее десятилетие солнечная фотоэлектрическая (PV) электроэнергетика стремительно выросла и стала важным игроком в обеспечении энергоснабжения, а также заметной глобальной отраслью. Для данного сектора энергетики характерно внедрение инноваций и повышение стоимостной конкурентоспособности. По этим причинам сектор обладает серьезными возможностями для содействия в достижении целей энергетической трансформации.

В отчете рассматриваются современные фотоэлектрические технологии:

  • модули фотоэлектрических элементов на основе кристаллического кремния;
  • тонкопленочные элементы;
  • тандемные (tandem) кремниево-перовскитные солнечные элементы;
  • фотоэлектричество с концентрирующими системами.

Представлена оценка текущего состояния, тенденций развития, целей и потребностей, технологических барьеров, а также технико-экономических прогнозов до 2050 года. Особое внимание уделяется тому, как проекты, финансируемые ЕС, способствовали технологическому прогрессу. 

В конце 2019 года установленная мощность фотоэлектрических систем в мире превысила 630 ГВт (увеличение на 120 ГВт в 2019 году). Фотоэлектрические системы обеспечили 2,1% от общего объема производства электроэнергии, что пока еще является скромной долей. При этом признается важность данных источников электроэнергии в обеспечении будущего энергобаланса. 

В работе приведен подробный обзор всех существующих и перспективных фотоэлектрических систем. Представлена информация по активности в части исследований и разработок. В 2019 году количество рецензируемых статей по рассматриваемой тематике превысило 14 тысяч, а лидером стал Китай.

Авторами рассмотрена патентная активность за последние годы. Обзор показывает, что с 2011 года на лидирующие позиции вышел Китай, опередивший по патентным заявкам Южную Корею, Японию, США и ЕС. 

Также в отчете проанализирована динамика изменения стоимости на компоненты фотоэлектрических систем за последние десятилетия. Несмотря на существенное снижение цен, тенденция продолжится в последующие годы.

Авторы приходят к заключению, что широко используемая сегодня кремниевая технология останется преобладающей и в среднесрочной перспективе. Для тонкопленочных систем, которые достигли уровня эффективности 22% или более, сохраняются технологические сложности с изготовлением модулей по конкурентоспособной цене.

Особый интерес представляют интегрированные фотоэлектрические системы: встроенные в автомобиль (vehicle-integrated PV), применяемые в сельском хозяйстве (agri-PV), плавучие солнечные электростанции (floating PV).

По мнению авторов, для всех фотоэлектрических технологий необходимо уделять все больше внимания аспектам экономики замкнутого цикла и социально-экономическим эффектам, связанным с развертыванием в тераваттном масштабе.

В отчете также рассмотрена информация по силовым преобразовательным устройствам (конверторы, микро-инверторы и др.).

Основные разделы содержания отчета

  1. Введение
  2. Текущее состояние
  3. Обзор исследований и разработок 
  4. Влияние совместного финансирования стран Евросоюза на исследования и разработки
  5. Перспективы развития технологий
  6. Заключение

Файлы для скачивания:

jrc123157_online_2.pdf