1 / 18

Waar staan we met fotovoltaïsche zonne-energie en waar willen we terechtkomen?

Waar staan we met fotovoltaïsche zonne-energie en waar willen we terechtkomen?. R.J.C. van Zolingen Shell Solar Energy B.V. en TU/e. Inhoud. Principe De verschillende zonneceltechnologieën Kosten Waar willen we terechtkomen?. Werkingsprincipe. Absorptie van foton

hilda-sawyer
Download Presentation

Waar staan we met fotovoltaïsche zonne-energie en waar willen we terechtkomen?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Waar staan we met fotovoltaïsche zonne-energie en waar willen we terechtkomen? R.J.C. van Zolingen Shell Solar Energy B.V. en TU/e

  2. Inhoud • Principe • De verschillende zonneceltechnologieën • Kosten • Waar willen we terechtkomen?

  3. Werkingsprincipe • Absorptie van foton • Generatie van elektron-gat paar • (Diffusie) • Landingsscheiding • Externe stroom

  4. Bandenplaatje (voor enkelvoudige omzetter) • Verliezen • h indien h < Eg • (h - Eg) indien h > Eg • Overige verliezen (o.a. diode-, ohmse- en recombinatieverliezen) • Maximum rendement enkelvoudige omzetter 31% • Verdere verhoging van rendement door stapeling van cellen

  5. De verschillende zonneceltechnologieën

  6. Eenkristallijn silicium zonnecellen • Oorspronkelijk ontwikkeld voor de ruimtevaart • Doorontwikkeld voor aardse toepassingen • Laboratoriumrendement 24%, productierendement 13 - 16% • Nog steeds in gebruik

  7. Multikristallijn silicium zonnecellen • Verkregen met giettechniek • Laboratoriumrendement 20%, productierendement 12 - 15% • Spectaculaire groei, nu grootste marktaandeel • Focus op ‘high volume’ productie

  8. Kristallijn silicium zonnecellen, tendensen • Grondstof wordt schaars • Ontwikkeling van ‘solar grade’ silicium (Wacker, Bayer, Sunergy) • Ontwikkeling van zelfdragend silicium • Linten (ASE negenvlakken, commercieel) • RGS (ECN) • Dunne-film silicium (Astropower)

  9. Amorf silicium zonnecellen • Enige dunne-film technologie in ‘high volume’ productie • PIN celstructuur • Vaak in tandem of triple structuur gebruikt, productie rendement 5 - 8% • Interessante combinaties met microkristallijn silicium • Focus op ontwikkeling ‘high volume’ productieprocessen (Heliantos) van AKZO, ETP en TUE

  10. Cadmiumtelluride zonnecellen (CdTe) • Eenvoudig te produceren • Bedenkingen tegen cadmium • Laboratoriumrendement 16% • Pilotproductierendement 9 - 10% Koperindiumgaliumdiselenide (Cu(In, Ga) Se2) • Productie wel complexer • Laboratoriumrendement 19% • Pilotproductierendement 10 - 12%

  11. Zonnecellen gebaseerd op III-V verbindingen • Complexe devices • Bandgaptuning door samenstelling elementen • Zeer hoge rendementen met tandem en heterojunctiestructuren (meer dan 30% onder concentratie op laboratoriumschaal) • Ruimtevaarttoepassingen • Concentratortoepassingen • Ontwikkeling van dunne-film versie d.m.v. lift-off (KUN)

  12. Kleurgesensibiliseerde en plastic zonnecellen • Lange termijn, lage kosten optie • Omvangrijke R&D programma’s in Nederland • Nog in zeer vroeg stadium van ontwikkeling

  13. Verdeling over de verschillende zonneceltechnologieën Onbekend CIS Productie in IEA landen in 2000 (totaal 239 MWp) CdTe en overige 0,2% 0,5% 2,5% Eénkristallijn Si Amorf Si 22,5% Amorf Si op 7,1% éénkristallijn Si 13,3% Dunne film Si 0,4% Si-linten 1,6% Multikristallijn Si 51,9%

  14. Waar staan we nu? • Productierendementen wezenlijk lager dan laboratorium-rendementen en theoretische rendementen • Onvolledige lichtabsorptie • Imperfecte materialen, oppervlakken en grensvlakken • Verliezen bij stroomcollectie • Afweging tussen kosten en rendement in productie • Onderzoek en ontwikkeling met name gericht op kostenverlaging

  15. De kWh-kosten • De kWh-kosten kunnen berekend worden met het ‘levelized energy cost model’Input: • investeringskosten • afschrijvingstermijn • reële rente • kosten voor onderhoud • jaaropbrengst (kWh)

  16. Tijdstip Moduleprijs BOS-prijs Systeemprijs Schatting kWh- kosten €/Wp €/Wp €/Wp €/kWh 2000 3,5 – 4 1,5 5 – 5,5 0,50 – 0,55 2010 1,5 – 2 1 2,5 – 3 0,25 – 0,30 2020 1 0,5 1,5 0,15 Lange termijn 0,7 0,3 1 0,10 Huidige en verwachte c.q. gewenste ontwikkeling van de kWh-kosten voor netgekoppelde PV-systemen in Nederland • Afschrijvingstermijn 20 jaarreële rente 4%kosten onderhoud 1% van investeringjaaropbrengst 850 kWh/kWp • Conventioneel: kleinverbruikerstarief 0,15 €/kWh primaire opwekkosten 0,03 €/kWh

  17. Waar willen we terechtkomen? • kWh-kostenniveau in de orde van de huidige opwekkosten met de conventionele bronnen • Realisatie met behulp van hoog-rendement zonnecellen (rendement > 30%)

  18. De uitdaging Het vinden van: • Zonnecellen die het spectrum beter benutten, bijvoorbeeld door • Stapelen van materialen • Materialen en structuren waarin multiple-foton absorptieprocessen kunnen optreden • Zonnecelstructuren die minder gevoelig zijn voor materiaalkwaliteit • Meer geschikte materialen voor specifieke structuren

More Related