Syntes av svensk solcellsforskning
Download
Report
Transcript Syntes av svensk solcellsforskning
Syntes Solkraft och solväte
Uppdrag Energimyndigheten
Bengt Ridell 2011-11-09
Uppdraget
Statusrapport teknikläget, marknadsläget, forskningsområden mm solkraft och
solväte
Solceller kisel, tunnfilm, dye sensitive solar cells
Termisk solkraft, CSP
Solväte
Artificiell fotosyntes
Fotokemisk spjälkning av vatten
Föreslå rekommendationer för svenska forskningssatsningar
Vad är bra för Sverige
- det svenska energisystemet
- den globala miljön
- svensk industri och näringsliv
Grontmij och prof Bengt Kasemo, Chalmers
KVAs Energiutskotts analys – Summering 2007-2050
Sverige
Världen
KVA Symposiet Energy 2050, Referat av sex sessioner, samt Energiutskottets sammanfattning av sitt arbete, Dick Hedberg och Energiutskottet. Ambio Special Report, Vol. 39, suppl. 1, 2010 (www.springerlink.com)
Närmast osannolik expansion för solceller
Tillverkningen expanderar främst i Kina
Solkraftens roll i Europa fram till 2020
Det låga priset för solceller sätter nya krav på marknaden
Priset för solcellsmoduler är idag lägre än vad man tidigare trott vara möjligt annan än på betydligt längre
sikt – så kallade ”kinesiska kvalitetsmoduler” säljs för 0,8 €/W
En väsentlig orsak är den rikliga tillgången på polykristallint kisel
Kraven på andra tekniker ex tunnfilm är därför betydligt högre idag.
De måste för att kunna ha en konkurrenskraft
¾
¾
¾
Potential att på några få års tid nå > 15 % verkningsgrad för moduler (> 20 % labceller)
Potential att nå låg tillverkningskostnader < 0,5 USD/Wp
Så långt möjligt en ”verifierad” livslängd > 20 år. verifierat för CSi men kan vara svårt för
tunnfilm
Ett allt högre focus idag på LCOE priset per kWh i stället för SEK/Wp och verkningsgrad
¾ I en tunnfilmsmodul dominerar materialkostnaden för glassubstrat, framsidesglas, andra
inkapslingsmaterial, elektriska kopplingsdelar, kontaktskikt, eventuell ram – själva hjärtat
i cellen är bara en liten del - => om verkningsgraden är låg kommer modulen att bli dyr
per Wp även om själva cellen är gratis
¾ Låg verkningsgrad innebär stor yta vilket betyder höga kostnader för ytan, montering,
stativ, kablar etc.
Finansiering av FoU i Sverige
60
160
Million kronor
120
50
LU
LiU
Million kronor
140
100
KTH
80
KAU
Chalmers
60
40
UMU
Chalmers
LU
UU
LiU
20
10
KTH
20
30
KTH
UU
UU
40
KAU
Chalmers
UU
0
Solar cells
Thermal solar power
Artificial
photosynthesis
Photochemical
splitting
Distribution of support 2006 – 2014
to solar energy research in Swedish
universities and research centres
(status June 2011)
UU
0
Thin film
DSC
Chalmers
Polymer solar
cells
LiU
KTH
UU
Others
Distribution of support 2006 – 2014 to
research on solar cells in Swedish
universities and research centres
(status June 2011)
Publikationer Solar cells globalt och från Sverige
Förutsättningar i Sverige
Ett stabilt elnät
Fortfarande relativt låga produktionskostnader och priser för elkraft, detta
kan förändras
Låg solinstrålning, speciellt på vinterhalvåret
Sverige har dåliga förutsättningar för CPV och termisk solkraft som kräver
direkt solinstrålning
Aktiva och internationellt framstående forskningsmiljöer spec tunnfilm
DSSC, solväte, artificiell fotosyntes
Ingen FoU eller tillverkare av c-Si
Starka på tunnfilm och FoU DSSC
Svensk industri levererar komponenter inom andra solenergi områden, ex
- Alfa-Laval värmeväxlare för termisk solkraft
- Stirlingmotorer
- Koncentratorer
Inget kontinuerligt stöd för solenergi, jfr inmatningstariffer
Vad skall Sverige satsa på?
Sverige har väldigt lite forskning eller andra aktiviteter inom området
kristallint kisel som nu expanderar kraftigt. Skall det vara så?
Finns det redan idag förutsättningar för satsningar i Sverige inom
kristallint kisel?
Skanning av svenskt näringsliv, tillverkare av komponent, tjänstföretag
(testlab, instrument, beräkningsverktyg)
För att fortsätta FoU inom tunnfilm och dye sensitive solar cells måste
konkurrenskraftiga mål sättas upp för verkningsgrad pris, livstid. Enbart
lågt pris räcker inte det blir ändå dyrt med kringutrustning, substrat, ytor
Även om solkraft kanske aldrig blir riktigt stort i Sverige så kan det vara
en betydande exportmarknad för svensk industri .
Undersöka möjligheterna som finns för svensk industri inom
solkraftsområdet skull kunna initiera initiativ för organiserade samarbeten
med t.ex Energimyndigheten
Vad skall Sverige satsa på?
Sverige har idag industrier som har betydande leveranser till CSP termisk
solkraft, dessa bör gynnas
I Sverige finns konkurrenskraftiga företag för att utveckla avancerade
mjukvaror, beräkningsprogram och även avancerade testcentra där
solenergi kan studeras
Sverige har företag som kan vara betydande leverantörer av
komponenter och material
Sverige har en avancerad forskning inom tunnfilmsområdet
Teknikbevakning av den globala utvecklingen inom området är
nödvändigt så att Sverige tidigt kan följa med och anpassa verksamheten
till den globala utvecklingen
Sammanfattning
Kristallint kisel har fått ett osannolikt kommersiellt globalt genombrott med
kraftigt ökande försäljningsvolymer främst pga låga priser,
inmatningstariffer och numera god tillgång till råvaror
Det finns idag globalt konkurrenskraftiga Centre of Excellence i Sverige
inom solenergiforskning. Dessa måste få tydliga konkurrenskraftiga mål,
eventuellt top-down approach
Sverige har väldigt litet aktivitet inom området kristallint kisel. Det bör
undersökas vilka aktörer som skulle kunna finna nischområden där
Sverige kan konkurrera
Svenska tjänsteföretag kan ha en viktig roll inom solenergiområdet,
utveckling av mjukvaror, beräkningsprogram, avancerade testcentra mm
Rapporten och svensk framtida solenergiforskning kommer att diskuteras
på fredag den 11 november