Какой тип технологии солнечной энергии имеет наибольший потенциал в будущем?

В пересчете на доллары за ватт, используя теоретические пределы эффективности, какая технология наиболее перспективна для того, чтобы стать основной технологией улавливания солнечной энергии?

Моя догадка — модули на углеродной основе, так как материалы в изобилии и относительно просты в производстве; однако их эффективность в настоящее время далека от полупроводников на основе кремния. В будущем, если предположить, что ученые будут приближаться к теоретическим пределам, что обеспечит наибольшую мощность при наименьших затратах?

Если это вообще имеет значение, я пытаюсь решить, на чем сосредоточить свои исследования в аспирантуре по физике, и я хочу внести свой вклад в доведение наиболее многообещающих технологий до предела. Если вы можете хотя бы указать мне правильное направление, чтобы выяснить ответ самостоятельно, я был бы очень признателен.

Я думаю, что вопрос поставлен неправильно, поскольку оптимальная физика и самые дешевые методы производства вряд ли совпадут. Кроме того, значение эффективности в значительной степени определяется затратами, взвешенными по площади, по сравнению с затратами, связанными с мощностью. В последнем, вероятно, преобладают затраты на монтажную систему, а в последнем - затраты на проводку и инвертор. Прогнозируемые производственные затраты в размере 0,50 доллара США за ватт или меньше будут означать, что затраты, взвешенные по низкотехнологичным областям, могут в конечном итоге преобладать над высокотехнологичными (панели плюс электроника) компонентами.
Интересно, и спасибо за комментарий; не могли бы вы немного подробнее объяснить разницу между затратами, взвешенными по площади, и затратами, связанными с электроэнергией? Если я правильно истолковал это, вы говорите, что даже при высокой энергоэффективности на модуль затраты, связанные с установкой, могут привести к тому, что измерение в долларах за ватт превзойдет более дешевую и менее эффективную технологию с более низкой стоимостью установки? Я надеялся, что существует универсальный способ сравнения технологий, поскольку вы можете учитывать стоимость установки, но в любом случае, пожалуйста, дайте мне знать, если есть другие вещи, которые следует учитывать.
Это интересный вопрос, но я думаю, что он выходит за рамки этого сайта - нет ни одного фактического ответа, только предположения.
Сказав это, отмечу, что кремния тоже очень много. И это будет зависеть от того, в какой части мира вы находитесь: в Северной Европе береговые ветряные турбины являются самым дешевым способом получения солнечной энергии (ветер является продуктом инсоляции). В тропиках CSP может работать лучше всего, но за пределами тропиков лучше всего подойдет какой-нибудь вариант PV. Что касается различных вариантов PV — кто знает? В плазмонике/фотонике происходит много интересного, но станут ли они когда-нибудь коммерчески успешными?
И еще один момент... на самом деле имеет значение стоимость единицы энергии, а не стоимость единицы максимальной мощности. Что бы вы предпочли: блок мощностью 1 кВт, который стоит 500 долларов и служит один год, или блок мощностью 1 кВт, который стоит 1500 долларов и служит 20 лет? Доллары за ватт — это только часть истории.
Сара: Есть несколько широко используемых показателей стоимости. Чаще всего это доллары за номинальные пиковые ватты, т.е. предполагается, что солнце находится при нормальном падении, и вычисляется выходная мощность при таких обстоятельствах. Затем составляется приведенная стоимость электроэнергии, оценивается фактическое производство электроэнергии за ряд лет, приведенная стоимость учитывает стоимость денег (проценты). В любом случае под стоимостью, взвешенной по площади, я подразумеваю затраты, которые масштабируются в зависимости от размера собираемой поверхности (аренда земли, физический монтаж плюс панели). Стоимость, взвешенная по площади, на единицу площади не должна зависеть от эффективности.
@Omega Centauri - я думаю, что, строго говоря, нормированные затраты обычно относятся к энергии , а не к мощности . В любом случае, может ли кто-нибудь с представителем закрыть этот вопрос, так как он спекулятивный?

Ответы (1)

Как бывший физик, который сейчас работает количественным специалистом на рынках электроэнергии, я думаю, что можно с уверенностью сказать, что физика вопроса будет затоплена экономикой товаров и тем, как работают рынки электроэнергии. Две вещи, которые следует отметить:

  • цены на электроэнергию устанавливаются рынками, а не жизнеспособностью технологии (основной двигатель)

  • на солнечной энергии трудно зарабатывать деньги без долгосрочного соглашения о покупке электроэнергии (PPA), и их СУПЕР трудно найти.

В настоящее время доступно множество жизнеспособных технологий, которые с точки зрения физики выглядят многообещающе, но с точки зрения рынка бесперспективны.

Рассмотрим маховики от Beacon power:

http://www.beaconpower.com/

Примерно год назад они обратились в мою компанию, чтобы заключить сделку с нашей группой разработчиков. Технология надежна, проверена и явно эффективна. Это действительно милая идея, которая многообещающая. Мы заключили сделку? Нет. К сожалению, установить цену регулирования сложно, а правила, которым следуют ISO в отношении выплат за услуги по регулированию, неясны. ISO заинтересованы в технологии, но они придумывают правила по ходу дела, и компании, пытающиеся заработать на маховиках, в настоящее время ходят с ними туда-сюда, чтобы создать рыночную структуру, которая может позволить тому, кто владеет этой технологией, зарабатывать деньги. разумный возврат. Под разумным я подразумеваю тот, который выбивает газ, уголь, нефть и т.д.

Я хочу сказать, что структура рынка (или ее отсутствие) убивает сделки для новых технологий, подобных этой... Не эффективность. То же самое касается солнца (и ветра). Преуспевающий двигатель — это тот, который продвигают компании, понимающие, как лучше всего работать на рынках электроэнергии. Выбор места и разработка (имеется в виду, как лучше построить установку) также являются важными факторами. Это плохая сцена, когда ваши ребята-разработчики не знают, как правильно обращаться с солнечными модулями или управлять проектом солнечной установки. Это действительно правда, что физика технологии должна создавать недорогое решение, но окончательное слово об успехе конкретной технологии будет в большей степени основываться на рыночной проницательности вовлеченных политических групп и маркетинговой/оригинальной функции, чем на чем-либо еще.

Технологии хранения, такие как маховики от Beacon, также являются важной частью этой головоломки, потому что кажется, что солнце никогда не выходит именно тогда, когда оно вам нужно, а ветер лучше всего дует в непиковые часы. :) Вам нужен хороший способ хранить энергию, чтобы вы могли высвободить ее в благоприятное время дня.

В общем, выяснить, какая технология является «наиболее многообещающей», — это больше, чем просто сделать выбор, основанный на физике. Это хороший вопрос. Лучше всего поговорить с кем-нибудь на рынках электроэнергии из крупной компании, такой как Constellation, PG&E или, возможно, TVA, и спросить их о препятствиях, с которыми сталкиваются эти технологии. Затем соедините это с оценкой эффективности по физике, и вы получите хороший намек на то, какая технология поможет продвинуть ваши исследования.

В какой-то степени вы можете обойти это с помощью небольших проектов, которые служат просто для снижения чистого спроса на энергию (или, возможно, для его смещения во времени) потребителей электроэнергии. Солнечные панели можно установить, например, на крышах жилых домов без согласования PPA. Опубликованный ответ более специфичен для электростанций коммунального масштаба, которые предназначены для экспорта электроэнергии в сеть, а не для частичного компенсации внутреннего использования. Таким образом, существуют по крайней мере несколько ниш меньшего масштаба, в которых можно продемонстрировать некоторые технологии.
Хотя мой вопрос был немного больше сосредоточен на выборе между типами технологий солнечной энергии (поскольку я верю в будущее, за этим лежит далекое далекое будущее), спасибо за вклад. Я спрашиваю с точки зрения физики, потому что это то, откуда я иду и где я, вероятно, приземлюсь. Это почти заставляет меня думать, что лучше получить степень MBA и заняться ею с точки зрения бизнеса!
Ненавижу это говорить, но я не могу с вами не согласиться. :) Сильная связь понимания и понимания физики с MBA, вероятно, будет комбинацией, которая приведет вас туда, куда вы хотите пойти. Удачи Сара!
Какой тип технологии солнечной энергии имеет наибольший потенциал в будущем?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v