De zonnecel van de toekomst

PV-panelen

Als de nieuwste fotovoltaïsche technologieën kunnen samenwerken, beloven ze de energie van de zon veel effectiever dan ooit te vangen.

In principe zou de stortvloed van energie die door de zon op ons stroomt, vele malen kunnen voldoen aan de stroombehoeften van de wereld. In de Verenigde Staten is het totale vermogen van geïnstalleerde fotovoltaïsche zonnepanelen (PV) al ongeveer 60 gigawatt, een bedrag dat naar verwachting de komende 5 jaar zal verdubbelen, en China verhoogde zijn PV-capaciteit alleen al in 2017 met bijna 60 gigawatt

(1). Ondertussen hebben verbeteringen in PV-paneeltechnologie de prijs van zonne-elektriciteit verlaagd, waardoor het concurrerend is met andere energiebronnen in veel delen van de wereld.
Dat is geen slecht begin. Maar om volledig te profiteren van die energiestromen en een echte impact te hebben op de wereldwijde koolstofemissies, moet zonne-PV naar terawattgebied gaan – en conventionele panelen kunnen moeite hebben om ons daar te krijgen. De meeste PV-panelen vertrouwen op cellen gemaakt van halfgeleidende siliciumkristallen, die doorgaans ongeveer 15 tot 19% van de energie in zonlicht omzetten in elektriciteit


(2). Die efficiëntie is het resultaat van tientallen jaren onderzoek en ontwikkeling. Verdere verbeteringen zijn steeds moeilijker te vinden.
Materiële tekorten, evenals de omvang en snelheid van de vereiste investeringen, kunnen ook de inspanningen om de productie van bestaande technologieën op te schalen belemmeren

(3). “Als we het klimaatakkoord van Parijs serieus nemen en we willen over 30% [van ’s werelds elektriciteit geleverd door] zonne-PV in 20 jaar, dan zouden we de capaciteit van siliciumproductie met een factor 50 moeten vergroten om te bouwen al die panelen ”, zegt Albert Polman, leider van de groep fotonische materialen van het onderzoeksinstituut AMOLF in Amsterdam. “Het kan gebeuren, maar tegelijkertijd moeten we nadenken over manieren om zonnecellen te maken die minder kapitaal aannemen.”

Een hele reeks nieuwe technologieën beoogt de terawatt-uitdaging aan te gaan. Sommige kunnen goedkoop in massa worden geproduceerd, misschien worden afgedrukt of zelfs op oppervlakken worden geverfd. Anderen kunnen vrijwel onzichtbaar zijn, netjes geïntegreerd in muren of ramen. En een combinatie van nieuwe materialen en optische tovenarij zou ons opmerkelijk efficiënte zonnevallen kunnen opleveren. Op verschillende manieren beloven al deze technologieën veel meer zonne-energie te oogsten, waardoor we een betere kans hebben om de energievoorziening in de komende twee decennia te transformeren.

Rendement

Organische zonnecellen zijn misschien goedkoop, maar de prijs van een cel is slechts een onderdeel van de economische vergelijking. De echte bottom line wordt de genivelleerde kosten van elektriciteit (LCOE) genoemd: de kosten per kilowattuur, gedurende de hele levensduur van een installatie. Die kosten omvatten apparatuur zoals omvormers, die de laagspanningsgelijkstroom van een paneel in een wisselstroom met hoger voltage veranderen. Andere kosten zijn het installeren en eventueel recyclen van de panelen. Hoewel supergoedkope panelen één route naar lage LCOE bieden (Box 1), werken onderzoekers ook aan het verbeteren van twee andere cruciale economische inputs: de levensduur van een paneel en de energie-efficiëntie.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *