Duurzame transities
Game Changer Solar Module-technologie: hoogrenderende zonnepanelen trekken de aandacht.
Kent u de ingrijpende veranderingen in het energiebeleid van topbedrijven als Microsoft, Heineken, Shell? Ze zetten grote strategische stappen op weg naar volledige duurzaamheid. Deze bedrijven willen hun duurzame doelen bereiken door meer zonne-energie te gebruiken dan conventionele energiebronnen. Hoewel het misschien onrealistisch lijkt om de hele energievoorziening om te zetten naar zonne-energie, zijn de voordelen ervan overweldigend. Allereerst is zonne-energie de goedkoopste en meest duurzame energiebron ter wereld. Bovendien stelt de snel ontwikkelende zonnemoduletechnologie ons in staat om meer energie uit zonnepanelen te halen in dezelfde eenheidsoppervlakte, wat investeringen aantrekkelijker maakt. Niemand twijfelt eraan dat PERC (P-type) een hoofdzonnepaneel is dat op de daken is geïnstalleerd en tot op heden redelijke prestaties heeft geleverd. TOPCON (N-type) en Perovskiet-modules zijn echter topontwikkelingen die de komende jaren waarschijnlijk zullen zorgen voor een verdere groei van zonne-energie.
Het belangrijkste bewijs van de impact van zonnemoduletechnologie is de toename van de productie van zonne-energie van 2% naar 3,7% tussen 2018 en 2021 wereldwijd. In deze jaren is het rendement van zonnepanelen om verschillende redenen aanzienlijk toegenomen en zijn investeerders begonnen meer energie te verkrijgen tegen meer betaalbare prijzen.
Figuur 1 illustreert de wereldwijde gemiddelde prijs van zonnepanelen, gemeten in 2019$/W en daalt verder tot vandaag tot 0,28$/W.
Om een grotere efficiëntie te bereiken, werd een PERC-laag (gepassiveerde emitter en achtercontact) toegevoegd aan de achterkant van de standaard (P-type) zonnemodule, wat resulteerde in een 2-3% hoger rendement. Een dergelijke achteroppervlaktelaag zorgt ervoor dat meer zonlicht kan worden opgevangen en omgezet in elektriciteit, waardoor PERC-modules (P-type) efficiënter zijn dan traditionele. Door deze ontwikkeling zijn PERC-modules (P-type) vanaf 2020 het dominante paneeltype geworden, terwijl de voortschrijdende technologie nieuwe technologieën blijft ontwikkelen en de efficiëntie van panelen verbetert.
Volgens Roberto Murgioni, technisch directeur van Jinkosolar, een wereldwijd toonaangevende fabrikant van zonnemodules, zijn er zoveel ontwikkelingen en enorme R&D-investeringen op het gebied van zonnemoduletechnologieën. Echter, in termen van efficiëntie en afbraaksnelheden gedurende de levensduur, evenals massaproductiecapaciteit, wat de belangrijkste reden is om het economisch aantrekkelijk te maken, zijn de meest veelbelovende modellen TOPCON (N-Type) en Perovskieten.
Figuur 2: Zonne-installatie op het dak van woningen met standaard (P-type) modules.
TOPCON (N-type) en Perovskites-modules hebben meer functies, wat niet het geval is met PERC (P-type) modules. Laten we deze voordelen kort bekijken en vergelijken met de PERC (P-type). Het meest opvallende kenmerk van TOPCON (N-type) is dat producten een zeer lage door licht veroorzaakte degradatie (LID) hebben, wat in de eerste twee tot drie weken van blootstelling aan de zon ongeveer 0,5% optreedt, terwijl PERC-panelen (P-type) ongeveer 1,2%. Bovendien bieden TOPCON (N-type) panelen een hogere stroomopwekking (ongeveer 3%) en een lagere afbraaksnelheid in vergelijking met PERC (P-type) panelen. Deze eigenschappen zorgen ervoor dat TOPCON (N-type) panelen betere prestaties leveren gedurende de hele levensduur.
Het voordeel van Perovskiet panelen modules opzichte van PERC (P-type) is dat ze kunnen reageren op licht van verschillende golflengten, waardoor ze meer van het zonlicht dat ze bereikt, kunnen omzetten in elektriciteit. PERC (P-type) zonnepanelen reageren echter niet op alle golflengten. Bovendien is het andere voordeel van Perovskiet dat het minder materiaal gebruikt om dezelfde hoeveelheid licht te absorberen in vergelijking met PERC (P-type). Last but not least zijn de productiekosten van Perovskiet lager dan die van PERC (P-type), dus samen met een hoog rendementspotentieel zal het van Perovskiet een van de belangrijkste technologieën maken.
Aan de andere kant staan perovskiet-zonnemodules nog steeds voor verschillende uitdagingen. Het bevat lood, een neurotoxine en de industrie werkt hard aan manieren om de toxiciteit ervan te verminderen. Onderzoekers hebben alternatieven geprobeerd, zoals tin, maar de prestaties nemen af. Volgens Roberto Murgioni kunnen Perovskites-panelen de efficiëntie tot 30% verhogen en in dit stadium staat het onder R&D-controle. De zonnemodule-industrie is van plan deze technologie na 2030 toe te passen, wanneer het giftige probleem is opgelost.
Bovendien hebben zeer efficiënte TOPCON (N-type) en Perovskites-modules een baanbrekende efficiëntie van respectievelijk 28,2% tot ~28,7% en 25,17%. Deze zijn groter dan PERC-modules (24,5%). Meer specifiek heeft een regulier Nederlands huishouden gemiddeld 2kW systeem nodig en hebben ze 6 PERC (P-type) modules op het dak nodig; terwijl ze slechts 5 TOPCON-modules (N-type) van dezelfde grootte nodig hebben en optimistisch gezien zal dit aantal in de nabije toekomst verder afnemen met Perovskites-zonnecellen. Arjen Jagersma, CEO van Solartoday, zei dat TOPCON (N-type) de belangrijkste module is voor de Nederlandse markt waar de ruimte beperkt is, zodat u maximale efficiëntie en betere prestaties (geen LID) op uw dakprojecten kunt krijgen. Daarom kunnen we meer TO .
De ontwikkeling van zonnemoduletechnologie heeft ons in staat gesteld een realistischer perspectief te krijgen op de plannen van bedrijven. Het corporate energieplan van de Nederlandse brouwer HEINEKEN lijkt zelfs betrouwbaar. Ze gaan richting 100% hernieuwbare energie en zijn al begonnen met het gebruik van zonne-energie. Vandaag zijn er al meer dan 26.000 zonnepanelen geïnstalleerd op de daken van brouwerijen. In januari 2022 worden de bieren van HEINEKEN voorzien van volledig duurzaam opgewekte elektriciteit. Dankzij de zich ontwikkelende zonnemoduletechnologie en de onderhoudsvrije werking ervan, moedigt het HEINEKEN aan om meer in zonne-energie te investeren. Al deze stappen zijn een belangrijk keerpunt geworden in de reis van het bedrijf.
Bovendien stellen deze ontwikkelingen in zonnemoduletechnologie iedereen (particulieren, overheden en bedrijven) in staat serieus na te denken over investeringen in zonne-energie en plannen te maken voor de toekomst. Net als veel andere landen geeft de Nederlandse overheid een paar jaar geleden aanzienlijke subsidies en financiële prikkels om zonne-energie te stimuleren, waardoor Nederland al een derde land wereldwijd werd in termen van Watt per hoofd van de bevolking. Ze hebben zich ertoe verbonden om tegen 2025 50% van de elektriciteit te leveren via hernieuwbare energiebronnen volgens het klimaatakkoord van Parijs, hoewel er nog veel te doen is. De overheid heeft ook een subsidieregeling, SDE++ genaamd, voor vrijveldprojecten op commerciële en utiliteitsschaal, afhankelijk van technologie en bespaarde CO2.
Opkomende zonnemoduletechnologie is buitengewoon opwindend voor een duurzame wereld. Door nieuwe ontwikkelingen op het gebied van zonnepanelen is zonne-energie de afgelopen jaren de goedkoopste energiebron geworden en heeft het potentieel voor verdere ontwikkeling in termen van technologie en kosten. Om deze redenen zijn zonnepanelen begonnen het spel te veranderen. Zo was 50% van de wereldwijde energie-investeringen in 2020 alleen in zonne-energie. Er zijn echter nog weinig zorgen over zonne-energie zoals netcapaciteit en beschikbare grond. Arjen Jagersma, CEO van Solartoday, zei dat het een grote verrassing zou zijn als de Nederlandse overheid haar ambitieuze doel met betrekking tot zonne-energie in 2025 haalt. Als we echter naar de voortgang kijken en optimistisch denken, komen ze in de buurt. Wat denk je? Bereiken ze hun doel en wordt zonne-energie straks echt onze belangrijkste energiebron? Ergens naar uitkijken!
Geschreven door Natali Kiristopuryan
Referenties
References:
- https://www.theheinekencompany.com/newsroom/heineken-announces-drop-the-c-programme2/
- https://www.government.nl/topics/renewable-energy/stimulating-the-growth-of-solar-energy
- https://www.myutilitygenius.co.uk/blog/renewable-energy-in-big-brands/
- https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/conference-paper/28-eupvsec-2013/Feldmann.pdf
- https://www-sciencedirect-com.proxy.library.uu.nl/topics/engineering/perovskite-solar-cells
Vertaald uit het Engels