Kas päikesepaneelid on endiselt väärtuslikud?

Globaalse energia muundamise kontekstis on päikesepaneelid päikeseenergia elektrienergiaks muutmise võtmekandjana pälvinud nende väärtusele palju tähelepanu. Ehkki mõnel inimesel on nende arengu osas kahtlusi, näitab põhjalik analüüs, et päikesepaneelidel on praeguses ja tulevikus asendamatu ja oluline väärtus.

Ammendamatu puhta energiana on päikeseenergia globaalse energia muundamise saavutamiseks põhijõud. Praegu on fossiilienergia endiselt domineeriv positsioon globaalses energiastruktuuris, kuid süsiniku piikide ja süsiniku neutraalsuse eesmärkide edendamisel tuleb taastuvenergia osakaalu tungivalt suurendada ja võtmetähtsusega päikeseenergia tootmine.

Rahvusvaheline energiaagentuur (IEA) ennustab, et päikeseenergia fotogalvaanilastest saab järgmise kümnendi jooksul ülemaailmse taastuvenergia arengu edendamise tuum. 2030. aastaks suureneb maapealne fotogalvaaniline maht praegusest 917,1 GW -lt 3467,1 GW -ni ja jaotatud fotogalvaanilised ained 694,4GW -lt 2353,5GW -ni. Päikeseenergia tootmise põhikomponendina on päikesepaneelid selle suure energia muundamise eesmärgi saavutamiseks ja nende väärtus on enesestmõistetav. Nagu Hiinas asuv Xiaomi tehas, on ka katus kaetud fotogalvaaniliste paneelidega, mis hõlmab piirkonda, mis on samaväärne keelatud linnaga, ja toodab igal aastal 16,4 miljonit kWh elektrit, mis vähendab oluliselt tehase toimingute süsinikuheiteid ja elektrikulusid, kajastades päikesepaneelide olulist rolli energiavarustuses.

(1) Tööstuse ulatus ja kasvupotentsiaal

Globaalselt laieneb päikesepaneelide tööstuse ulatus. Hiina on domineeriv positsioon fotogalvaanilises tööstuses, turuosa on enam kui 80% tööstusahela nelja tootekategooria puhul: ränimaterjalid, räni vahvlid, akurakud ja moodulid. 2024. aasta esimesel poolel suurenes Hiina polüsilicon, räni vahvlerid, akud ja moodulite tootmine enam kui 32% võrra aastatagusega ning moodulite eksport kasvas 19,7% aastaga. Tööstuse skaala laienemine on toonud kaasa kulude vähendamise ja tehnoloogia arengu, moodustades voorusliku ringi, muutes päikesepaneelid turul üha konkurentsivõimelisemaks. Turunõudluse seisukohast on üha enam riikidel ja piirkondadel suur nõudlus puhta energia järele. Näiteks on Pakistanil tohutu nõudlus energiapuuduse ja kõrge elektrihindade tõttu päikesepaneelide järele, saades Hiina päikeseenergiaekspordi suuruselt kolmandaks sihtkohaks.

(2) Kasutatud turuväärtus

Järk-järgult on ka kasutatud päikesepaneelide turg, eriti Jaapanis. Kasutatud päikesepaneelid soositakse madala hinnaga (ainult kolmandik uutest toodetest) ja keskkonnakaitse (tootmisprotsessi käigus süsinikdioksiidi ei toodeta). Paljud tehased ja ehituskohad on hakanud kasutama ajutistel katustel kasutatud päikesepaneele ning mõned ettevõtted on ka ringlusse võtnud ja taaskasutanud akude süsteemide tootmiseks. Fikseeritud hinnaga ostusüsteemi lõppedes võib päikeseenergia tootmise seadmete lammutamine tulevikus suureneda ja kasutatud päikeseenergia paneelide turg peaks eeldatavasti laienema, mis kaudselt kajastab ka seda, et päikesepaneelidel on kogu elutsükli jooksul majanduslik väärtus.

Päikesepaneelide tehnoloogia on pidevalt uuendusi, alates esialgsest kristalsest ränimaterjalist kuni mitmesuguste uute materjalide, näiteks orgaaniliste õhukese kilega fotogalvaaniliste materjalide ja perovskite materjalide praeguse uurimise ja arendamise ja rakendamiseni. Praegu on kristalsed räni päikesepaneelid endiselt turu peavoolu. Monokristalliliste räni päikesepaneelide fotoelektriline muundamise efektiivsus võib ulatuda 15%-ni -24%ja polükristallilise räni oma on umbes 12%-16%. Ehkki uued orgaanilised õhukese kilega fotogalvaanilised materjalid ei ole fotoelektrilise konversioonimäära ja kasutusaja osas nii head kui kristalne räni, on nende eeliseks see, et neid saab toota suurtes kogustes ja suurtes piirkondades odavalt, kasutades trükitud elektroonikatehnoloogiat. Uurimistöö süvenemisega on laboratoorsete orgaaniliste fotogalvaaniliste seadmete efektiivsus ületanud 8%ja fotoelektriline konversioonimäär läheneb järk-järgult anorgaaniliste õhukese filmi fotogalvaaniliste seadmete omale. Tehnoloogiline innovatsioon pole mitte ainult päikesepaneelide elektritootmise tõhusust parandanud, vaid vähendanud ka kulusid ja laiendatud rakenduse stsenaariume. Näiteks võib tulevikus kasutada kantavates seadmetes, mobiilsetes elektroonikaseadmetes ja muudes väljades painduvaid orgaanilisi õhukese kilega fotogalvaanilisi seadmeid.

(1) Vähendage süsinikuheiteid

Päikesepaneelid kasutavad elektrienergia tootmiseks päikeseenergiat. Elektritootmisprotsessi ajal ei anna need saasteaineid nagu süsinikdioksiid ja vääveldioksiid. Võrreldes traditsioonilise fossiilse energia energiatootmisega, saavad nad märkimisväärselt vähendada süsinikuheiteid. Võttes näitena päikeseelektrijaama paigaldatud mahuga 1MW, võib see vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid umbes 1600 tonni aastas, millel on positiivne mõju globaalse soojenemise leevendamisele.

(2) ressursside ringlussevõtt

Päikesepaneelide jäätmepaneelid sisaldavad mitmesuguseid väärtuslikke ressursse, näiteks räni, hõbe ja alumiinium, mida saab ringlusse võtta ja taaskasutada. Füüsilise ringlussevõtu ja keemilise ringlussevõtu abil saab neid materjale eraldada ja ekstraheerida, et saavutada ressursside ringlussevõtt, vähendada nõudlust uute ressursside kaevandamise järele, vähendada tootmiskulusid ja vähendada keskkonnareostust. Hiina teadlaste välja töötatud soola söövitusmeetod võib hõbeda ja räni lammutatud räni päikesepaneelidelt ringlusse võtta ilma mürgiste mineraalhappeid kasutamata ja sekundaarset reostust tekitamata, hõbeda ja räni taastumise kiirust koguni 99. 0% ja 98. {3}}%.

Päikesepaneelidel on suur väärtus energia muundamise, majandusturgude, tehnoloogilise innovatsiooni ja keskkonna jätkusuutlikkuse osas. Ehkki praegu on mõned väljakutsed, näiteks fotogalvaanilise energiatootmise vahelduv olemus ja vajadus täiustada päikeseenergia ringlussevõtu tehnoloogiat, pideva tehnoloogia edenemisega ja turu küpsusega, mängivad päikesepaneelid tulevases energiasüsteemis olulisemat rolli ja jätkavad maailma puhta energia ajastu suunas.