ຂ່າວ
ການສົນທະນາສັ້ນໆກ່ຽວກັບປະເພດຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ
ພະລັງງານແສງຕາເວັນຄັ້ງໜຶ່ງເຄີຍເປັນບ່ອນເກັບຮັກສາຍານອະວະກາດທີ່ກ້າວໜ້າ ແລະອຸປະກອນທີ່ແປກໃໝ່ບາງອັນ, ແຕ່ນັ້ນບໍ່ແມ່ນແນວນັ້ນອີກຕໍ່ໄປ. ໃນໄລຍະທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ພະລັງງານແສງຕາເວັນໄດ້ຫັນປ່ຽນຈາກແຫຼ່ງພະລັງງານສະເພາະໄປສູ່ເສົາຫຼັກຂອງພູມສັນຖານພະລັງງານທົ່ວໂລກ.
ແຜ່ນດິນໂລກໄດ້ຖືກສໍາຜັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກັບປະມານ 173,000TW ຂອງລັງສີແສງຕາເວັນ, ເຊິ່ງຫຼາຍກ່ວາສິບເທົ່າຂອງຄວາມຕ້ອງການໄຟຟ້າສະເລ່ຍທົ່ວໂລກ.
[1] ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າພະລັງງານແສງຕາເວັນມີຄວາມສາມາດໃນການຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທັງຫມົດຂອງພວກເຮົາ.
ໃນເຄິ່ງທຳອິດຂອງປີ 2023, ການຜະລິດໄຟຟ້າແສງຕາເວັນກວມເອົາ 5,77% ຂອງການຜະລິດໄຟຟ້າທັງໝົດຂອງສະຫະລັດ, ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 4,95% ໃນປີ 2022.
[2] ເຖິງແມ່ນວ່ານໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຟອດຊິວທໍາ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອາຍແກັສທໍາມະຊາດແລະຖ່ານຫີນ) ຈະກວມເອົາຫຼາຍເຖິງ 60.4% ຂອງການຜະລິດພະລັງງານຂອງສະຫະລັດໃນປີ 2022,
[3] ແຕ່ອິດທິພົນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງພະລັງງານແສງຕາເວັນແລະການພັດທະນາຢ່າງໄວວາຂອງເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານແສງຕາເວັນສົມຄວນໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ມີສາມປະເພດໃຫຍ່ຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ (ຍັງເອີ້ນວ່າຈຸລັງ photovoltaic (PV)) ໃນຕະຫຼາດ: crystalline, ຮູບເງົາບາງ, ແລະເຕັກໂນໂລຊີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ. ແບດເຕີຣີ້ສາມຊະນິດນີ້ມີຂໍ້ດີຂອງຕົນເອງໃນດ້ານປະສິດທິພາບ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແລະອາຍຸການໃຊ້ງານ.
01 ແກ້ວ
ແຜງພະລັງງານແສງອາທິດເທິງຫຼັງຄາເຮືອນສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຜະລິດຈາກຊິລິຄອນ monocrystalline ຄວາມບໍລິສຸດສູງ. ແບດເຕີລີ່ຊະນິດນີ້ບັນລຸປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາ 26% ແລະອາຍຸການບໍລິການຫຼາຍກວ່າ 30 ປີໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້.
[4] ປະສິດທິພາບໃນປະຈຸບັນຂອງຫມູ່ຄະນະແສງຕາເວັນຄົວເຮືອນແມ່ນປະມານ 22%.
ຊິລິໂຄນ Polycrystalline ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫນ້ອຍກ່ວາຊິລິໂຄນ monocrystalline, ແຕ່ມີປະສິດທິພາບຫນ້ອຍແລະມີອາຍຸສັ້ນກວ່າ. ປະສິດທິພາບຕ່ໍາຫມາຍຄວາມວ່າມີແຜງຫຼາຍແລະຕ້ອງການພື້ນທີ່ຫຼາຍ.
ຈຸລັງແສງຕາເວັນ ອີງຕາມເທກໂນໂລຍີ multi-junction gallium arsenide (GaAs) ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາຈຸລັງແສງຕາເວັນແບບດັ້ງເດີມ. ຈຸລັງເຫຼົ່ານີ້ມີໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນ, ແລະແຕ່ລະຊັ້ນໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ indium gallium phosphide (GaInP), indium gallium arsenide (InGaAs) ແລະ germanium (Ge), ເພື່ອດູດເອົາຄວາມຍາວຂອງແສງຕາເວັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸລັງ multijunction ເຫຼົ່ານີ້ຄາດວ່າຈະບັນລຸປະສິດທິຜົນສູງ, ພວກມັນຍັງທົນທຸກຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດສູງແລະການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາທີ່ຍັງອ່ອນ, ເຊິ່ງຈໍາກັດຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງການຄ້າແລະການປະຕິບັດຕົວຈິງ.
02 ຮູບເງົາ
ກະແສຕົ້ນຕໍຂອງຜະລິດຕະພັນ photovoltaic ຮູບເງົາບາງໆໃນຕະຫຼາດໂລກແມ່ນ cadmium telluride (CdTe) ໂມດູນ photovoltaic. ຫຼາຍລ້ານໂມດູນດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງໃນທົ່ວໂລກ, ມີຄວາມສາມາດຜະລິດພະລັງງານສູງສຸດຂອງຫຼາຍກ່ວາ 30GW. ພວກມັນສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໃຊ້ໃນການຜະລິດພະລັງງານໄຟຟ້າໃນສະຫະລັດ. ໂຮງງານ.
ໃນເທກໂນໂລຍີຟິມບາງນີ້, ໂມດູນແສງຕາເວັນ 1 ຕາລາງແມັດມີແຄດມີນຽມຫນ້ອຍກວ່າຫມໍ້ໄຟ nickel-cadmium (Ni-Cd) ຂະຫນາດ AAA. ນອກຈາກນັ້ນ, cadmium ໃນໂມດູນແສງຕາເວັນແມ່ນຜູກມັດກັບ tellurium, ເຊິ່ງບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາແລະຍັງຄົງທີ່ອຸນຫະພູມສູງເຖິງ 1,200 ° C. ປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດຜ່ອນໄພອັນຕະລາຍຂອງການໃຊ້ cadmium telluride ໃນແບດເຕີຣີທີ່ມີຟິມບາງ.
ເນື້ອໃນຂອງ tellurium ໃນເປືອກໂລກແມ່ນພຽງແຕ່ 0.001 ສ່ວນຕໍ່ລ້ານ. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ platinum ເປັນອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກ, rarity ຂອງ tellurium ສາມາດມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງໂມດູນ cadmium telluride. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນບັນຫານີ້ໂດຍຜ່ານການປະຕິບັດການລີໄຊເຄີນ.
ປະສິດທິພາບຂອງໂມດູນ cadmium telluride ສາມາດບັນລຸ 18.6%, ແລະປະສິດທິພາບຫມໍ້ໄຟໃນສະພາບແວດລ້ອມຫ້ອງທົດລອງສາມາດເກີນ 22%. [5] ການນໍາໃຊ້ doping ທາດອາເຊນິກເພື່ອທົດແທນການ doping ທອງແດງ, ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນເວລາດົນນານ, ສາມາດປັບປຸງຊີວິດຂອງໂມດູນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະສາມາດບັນລຸລະດັບທີ່ສົມທຽບກັບຫມໍ້ໄຟໄປເຊຍກັນ.
03 ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ເກີດໃຫມ່
ເຕັກໂນໂລຊີ photovoltaic ທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນໂດຍນໍາໃຊ້ຮູບເງົາ ultra-thin (ຫນ້ອຍກວ່າ 1 micron) ແລະເຕັກນິກການຝາກໂດຍກົງຈະຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດແລະສະຫນອງ semiconductors ຄຸນນະພາບສູງສໍາລັບຈຸລັງແສງຕາເວັນ. ເທກໂນໂລຍີເຫຼົ່ານີ້ຄາດວ່າຈະກາຍເປັນຄູ່ແຂ່ງກັບວັດສະດຸທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເຊັ່ນຊິລິໂຄນ, cadmium telluride ແລະ gallium arsenide.
[6] ມີສາມເທັກໂນໂລຍີຟິມບາງທີ່ຮູ້ຈັກກັນດີໃນຂົງເຂດນີ້: ສັງກະສີກົ່ວຊູນຊູນທອງແດງ (Cu2ZnSnS4 ຫຼື CZTS), ສັງກະສີຟອສຟິດ (Zn3P2) ແລະທໍ່ນາໂນຄາບອນທີ່ມີຝາດຽວ (SWCNT). ໃນຫ້ອງທົດລອງ, ຈຸລັງແສງຕາເວັນທອງແດງ indium gallium selenide (CIGS) ໄດ້ບັນລຸປະສິດທິພາບສູງສຸດທີ່ປະທັບໃຈຂອງ 22.4%. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຈໍາລອງລະດັບປະສິດທິພາບດັ່ງກ່າວໃນລະດັບການຄ້າຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ.
[7] ຈຸລັງຮູບເງົາບາງໆຂອງ Lead halide perovskite ແມ່ນເຕັກໂນໂລຊີແສງຕາເວັນທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນທີ່ໜ້າສົນໃຈ. Perovskite ແມ່ນປະເພດຂອງສານທີ່ມີໂຄງສ້າງຜລຶກປົກກະຕິຂອງສູດເຄມີ ABX3. ມັນເປັນແຮ່ທາດສີເຫຼືອງ, ສີນ້ໍາຕານຫຼືສີດໍາ, ອົງປະກອບຕົ້ນຕໍແມ່ນທາດການຊຽມ titanate (CaTiO3). ຈຸລັງແສງຕາເວັນທີ່ໃຊ້ຊິລິຄອນ perovskite tandem ທາງດ້ານການຄ້າທີ່ຜະລິດໂດຍບໍລິສັດອັງກິດ Oxford PV ໄດ້ບັນລຸປະສິດທິພາບສະຖິຕິຂອງ 28.6% ແລະຈະເຂົ້າສູ່ການຜະລິດໃນປີນີ້.
[8] ໃນເວລາພຽງບໍ່ເທົ່າໃດປີ, ຈຸລັງແສງຕາເວັນ perovskite ໄດ້ບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບຈຸລັງບາງຂອງ cadmium telluride ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ. ໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາຂອງຫມໍ້ໄຟ perovskite ໃນຕອນຕົ້ນ, ອາຍຸການເປັນບັນຫາໃຫຍ່, ສະນັ້ນສັ້ນທີ່ມັນສາມາດຄິດໄລ່ພຽງແຕ່ໃນເດືອນ.
ໃນມື້ນີ້, ຈຸລັງ perovskite ມີອາຍຸການບໍລິການ 25 ປີຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ໃນປັດຈຸບັນ, ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ perovskite ແມ່ນປະສິດທິພາບການແປງສູງ (ຫຼາຍກ່ວາ 25%), ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຕ່ໍາແລະອຸນຫະພູມຕ່ໍາທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຂະບວນການຜະລິດ.
ການກໍ່ສ້າງແຜງແສງອາທິດປະສົມປະສານ
ຈຸລັງແສງຕາເວັນບາງອັນຖືກອອກແບບເພື່ອຈັບພຽງແຕ່ບາງສ່ວນຂອງສະເປກແສງຕາເວັນໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍໃຫ້ແສງຕາເວັນຜ່ານໄປ. ຈຸລັງທີ່ມີຄວາມໂປ່ງໃສເຫຼົ່ານີ້ເອີ້ນວ່າຈຸລັງແສງຕາເວັນທີ່ມີສີຍ້ອມສີ (DSC) ແລະໄດ້ເກີດຢູ່ໃນສະວິດເຊີແລນໃນປີ 1991. ຜົນໄດ້ຮັບ R&D ໃຫມ່ໃນຊຸມປີທີ່ຜ່ານມາໄດ້ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງ DSCs, ແລະມັນອາດຈະບໍ່ດົນກ່ອນທີ່ແຜ່ນແສງຕາເວັນເຫຼົ່ານີ້ຈະອອກສູ່ຕະຫຼາດ.
ບາງບໍລິສັດປະກອບອະນົງຄະທາດ nanoparticles ເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນແກ້ວ polycarbonate. ອະນຸພາກ nanoparticles ໃນເທກໂນໂລຍີນີ້ປ່ຽນພາກສ່ວນສະເພາະຂອງ spectrum ໄປຫາຂອບຂອງແກ້ວ, ອະນຸຍາດໃຫ້ spectrum ສ່ວນໃຫຍ່ຜ່ານ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ແສງສະຫວ່າງທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນຢູ່ຂອບຂອງແກ້ວແມ່ນໄດ້ຖືກ harnessed ໂດຍຈຸລັງແສງຕາເວັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຢີສໍາລັບການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸຮູບເງົາບາງໆ perovskite ກັບປ່ອງຢ້ຽມແສງຕາເວັນທີ່ໂປ່ງໃສແລະການກໍ່ສ້າງກໍາແພງພາຍນອກແມ່ນໄດ້ຖືກສຶກສາໃນປັດຈຸບັນ.
ວັດຖຸດິບທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບພະລັງງານແສງຕາເວັນ
ເພື່ອເພີ່ມການຜະລິດພະລັງງານແສງຕາເວັນ, ຄວາມຕ້ອງການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ຂອງວັດຖຸດິບທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນຊິລິໂຄນ, ເງິນ, ທອງແດງແລະອາລູມິນຽມຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດກ່າວວ່າປະມານ 12% ຂອງຊິລິໂຄນລະດັບໂລຫະຂອງໂລກ (MGS) ຖືກປຸງແຕ່ງເປັນໂພລີຊິລິຄອນສໍາລັບແຜງແສງອາທິດ.
ຈີນເປັນປະເທດທີ່ສຳຄັນໃນຂົງເຂດນີ້, ຜະລິດ MGS ປະມານ 70% ຂອງໂລກແລະ 77% ຂອງການສະໜອງໂພລີຊິລິຄອນໃນປີ 2020.
ຂະບວນການປ່ຽນຊິລິໂຄນເປັນ polysilicon ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມສູງຫຼາຍ. ໃນປະເທດຈີນ, ພະລັງງານສໍາລັບຂະບວນການເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມາຈາກຖ່ານຫີນ. Xinjiang ມີຊັບພະຍາກອນຖ່ານຫີນທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄຟຟ້າຕ່ໍາ, ແລະການຜະລິດ polysilicon ຂອງມັນກວມເອົາ 45% ຂອງການຜະລິດທົ່ວໂລກ.
[12] ການຜະລິດແຜງແສງອາທິດໃຊ້ເງິນປະມານ 10% ຂອງເງິນຂອງໂລກ. ການຂຸດຄົ້ນເງິນແມ່ນເກີດຂຶ້ນຕົ້ນຕໍໃນປະເທດເມັກຊິໂກ, ຈີນ, ເປຣູ, ຊິລີ, ອົດສະຕາລີ, ຣັດເຊຍແລະໂປແລນແລະສາມາດນໍາໄປສູ່ບັນຫາເຊັ່ນການປົນເປື້ອນໂລຫະຫນັກແລະການບັງຄັບໃຫ້ຍົກຍ້າຍຊຸມຊົນທ້ອງຖິ່ນ.
ການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ທອງແດງ ແລະອາລູມີນຽມຍັງເຮັດໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍຕໍ່ການນຳໃຊ້ທີ່ດິນ. ການສໍາຫຼວດທໍລະນີວິທະຍາຂອງສະຫະລັດສັງເກດເຫັນວ່າປະເທດຊິລີກວມເອົາ 27% ຂອງການຜະລິດທອງແດງທົ່ວໂລກ, ຮອງລົງມາແມ່ນເປຣູ (10%), ຈີນ (8%) ແລະສາທາລະນະລັດປະຊາທິປະໄຕຄອງໂກ (8%). ອົງການພະລັງງານສາກົນ (IEA) ເຊື່ອວ່າ ຖ້າການນຳໃຊ້ພະລັງງານທົດແທນທົ່ວໂລກບັນລຸ 100% ໃນປີ 2050, ຄວາມຕ້ອງການທອງແດງຈາກໂຄງການແສງຕາເວັນຈະເພີ່ມຂຶ້ນເກືອບສາມເທົ່າ.
[13]ບົດສະຫຼຸບ
ມື້ຫນຶ່ງພະລັງງານແສງຕາເວັນຈະກາຍເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານຕົ້ນຕໍຂອງພວກເຮົາບໍ? ລາຄາຂອງພະລັງງານແສງຕາເວັນແມ່ນຫຼຸດລົງແລະປະສິດທິພາບແມ່ນການປັບປຸງ. ໃນເວລານີ້, ມີຫຼາຍເສັ້ນທາງເຕັກໂນໂລຢີແສງຕາເວັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ຈະເລືອກເອົາ. ເມື່ອໃດທີ່ພວກເຮົາຈະກໍານົດຫນຶ່ງຫຼືສອງເຕັກໂນໂລຢີແລະເຮັດໃຫ້ພວກມັນເຮັດວຽກຕົວຈິງ? ວິທີການປະສົມປະສານພະລັງງານແສງຕາເວັນເຂົ້າໄປໃນຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ?
ການວິວັດທະນາການຂອງພະລັງງານແສງຕາເວັນຈາກຈຸດພິເສດໄປສູ່ກະແສຫຼັກຊີ້ໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຂອງມັນເພື່ອຕອບສະໜອງ ແລະເກີນຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານຂອງພວກເຮົາ. ໃນຂະນະທີ່ຈຸລັງແສງຕາເວັນ crystalline ຄອບງໍາຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນ, ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເທກໂນໂລຍີຟິມບາງແລະເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເຊັ່ນ cadmium telluride ແລະ perovskites ກໍາລັງປູທາງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ແສງຕາເວັນທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະປະສົມປະສານ. ພະລັງງານແສງຕາເວັນຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຂອງການຂຸດຄົ້ນວັດຖຸດິບແລະຂໍ້ບົກຜ່ອງໃນການຜະລິດ, ແຕ່ຫຼັງຈາກທັງຫມົດ, ມັນເປັນອຸດສາຫະກໍາທີ່ເຕີບໂຕໄວ, ມີນະວັດຕະກໍາແລະມີຄວາມໂດດເດັ່ນ.
ດ້ວຍຄວາມສົມດຸນທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີແລະການປະຕິບັດແບບຍືນຍົງ, ການຂະຫຍາຍຕົວແລະການພັດທະນາຂອງພະລັງງານແສງຕາເວັນຈະປູທາງໄປສູ່ອະນາຄົດຂອງພະລັງງານທີ່ສະອາດ, ອຸດົມສົມບູນກວ່າ. ເນື່ອງຈາກວ່ານີ້, ມັນຈະສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ສໍາຄັນໃນການປະສົມພະລັງງານຂອງສະຫະລັດແລະຄາດວ່າຈະກາຍເປັນການແກ້ໄຂແບບຍືນຍົງທົ່ວໂລກ.