Dezvoltarea celulelor: ce fel de panouri fotovoltaice vom avea in 2030?

Directorii departamentelor de dezvoltare si cercetare a marilor producatori de panouri fotovoltaice interogheaza de multe ori randamentul si eficienta asteptata si de asemenea generatia noua de celule. Cand Pierre Verlinden, conducatorul departementul de dezvoltare la Trina Solar a fost intrebat "daca se lucreaza la dezvoltarea celulelor de generatia a3a?" raspunsul sau a fost unul scurt: " Suntem foarte multumim de prima generatie a celulelor si inca vedem multi pasi inainte si in acea categorie." Sa vedem daca ar putea avea dreptate.

Eficienta panourilor fotovoltaice defapt nu este foarte importanta daca are valoarea de 14% sau 18% daca luam in calcul faptul ca panoul fotovoltaic devine parte din viata noastra si ca ar putea sa fie unul dintre factorii importanti ai secolului XXI.

Daca ne uitam la directiile de dezvoltare a diferitelor tipuri de celule si la ce etapa este cercetarea in ultimii ani, lucrul de notat si de observat este faptul ca celulele din Siliciu au parte de o dominatie de 60 de ani in ultimele decenii.

Sa vedem in primul rand, rezultatele obtinute in laborator, unde diferitele institutii si producatori de elita, folosesc materie prima scumpa si multe ore de cercetare pentru a lupta la titlul de celula cu cea mai mare eficienta (sursa poza):

Dupa cum se poate observa in graficul de mai sus, eficienta celulelor cristaline (marcate cu culoarea albastra) se apropie de pragul de 29% in teorie in cazul siliciului - care este de asteptat sa atinga acest prag pana in 2030, cel putin la nivel de laborator.

In graficul de mai sus unde este prezentata eficienta este usor de deosebit, diferitele generatii de celule:

1. Celulele de prima generatie (albastru): siliciu ca si baza, in principal celule poly si monoscristaline. Peste 90% dintre panourile fotovoltaice vandute pana astazi fac parte din aceasta generatie.

2. Celulele de generatia a2a (verde): celulele cu pelicula subtire, ca si siliciu-amorf (aSi), CdTe, CIGS, CuGaSe. De notat este faptul ca aceasta tehnologie nu a putut sa tina pasul cu dezvoltarea. Scaderea pretului inceputa in anul 2010 (in 2006, 450 dolari/kg, pana astazi a ajuns la 20 dolari/ kg) a avut un efect de scaderea a pietei pe aceasta generatie, ca sa nu mai vorbim de faptul ca nu si-a atins punctul de crestere asteptat avand in vederea pretul, pur si simplu si-a pierdut capacitatea de concurenta.

3. Celulele de generatia a3a (mov si rosu): celule din mai multe straturi (multi-junction cells) marcate cu mov sunt celule speciale si foarte scumpe. Celulele sub vorba de vopsea si organice fac parte tot din aceasta categorie (marcate cu rosu) aici vedem un punct de referinta deocamdata.

Recordul de astazi privind eficienta este 44,6 %, obinut din celula foarte speciala, si deci folosindu-se materiale foarte scumpe (platina, gallium etc.) si procese si mai scumpe pentru a obtinute celula cu mai multe straturi conductoare. Marimea celulei care a obtinut recordul este aceasta: 

 Sigur ca la productia in serie nu va putea intra toate tipurile de cercetari si de dezvoltari, deobicei din cauza pretului ridicat a materiei prime, sau raritatii, sau din cauza faptului ca procesul de obtinere este unul indelungat si foarte scump. In serii mai mici insa se pot produce astazi si acest tip de celule.

Spre exemplu de la Boeing-Spectrolab se pot comanda celule de tipul celor din grafic de culoare mov, au chiar si site, dar sa ne pregatim pentru ca pretul unui astfel de sistem ar putea ajunge la nivelul unui program NASA.

Deci deocamdata nu s-au intamplat schimbari importante in ultimii 5 ani, deocamdata nici macar celulele de generatia a2a cele cu pelicula subtire nu au putut obtine cresterea asteptata. Cele de generatia a3a, cum spuneam mai sus sunt inca doar la faza de inceput deci nu este gasita in productia in masa.

Dupa cum spune raportul americanilor de la MIT de anul acesta, despre trendul panourilor fotovoltaice in urmatorii ani spune ca nu este de asteptat o schimbare revolutionara in urmatorii 15-20 de ani in tehnologia panourilor. Raman cele siliciu cristaline cele mai importante ca si cea mai comuna solutie pana in anul 2030, poate cu putina crestere in eficienta.
 

Unul din zece mii: protectia contra incediu in cazul sistemelor fotovoltaice

Este o tema veche in cazul panourilor, ca ce se poate intampla in cazul unui incediu sau daca acest incediu este provocat de catre sistemul fotovoltaic. Varianta din urma ar putea aparea din cauza faptului ca este un sistem electronic poate aparea un scurt-circuit care ar putea sa provoace un incediu care ar putea acoperi intregul sistem de pe acoperis. Pe de alta parte daca incendiul nu a fost cauzat de sistemul fotovoltaic atunci panourile si cablurile raman sub tensiune care in momentul stingerii focului pot provoca probleme.

In primul rand, sa vedem care este posibilitatea ca un sistem fotovoltaic in functiune sa provoace incendiu, deoarece si un singur caz este suficient. Institutul Fraunhofer care ajuta la informatiile furnizate celor de la TUV, au facut o statistica a ultimilor 20 de ani in cazuri de incendii unde a fost montat si un sistem fotovoltaic, si din aceste intamplari cate au fost provocate de sistemul fotovoltaic in sine.

Dupa cum se poate vedea in graficul de mai sus (sursa: Photon International, mai 2013, pag. 73) in 1,3 milioane de incendii inregistrate 39 de mii au avut montate panouri fotovoltaice pe acoperis in Germania. Dintre aceste cazuri, 120 de incendii au fost cele care s-au declansat din cauza panourilor. Cercetarea a inceput in anul 2011 si s-a continuat adunarea datelor pana la inceputul anului 2014, dar acest trend de asteptat sa nu se schimbe.

In aceste 120 de cazuri, unde incediul a fost provocat de panourile fotovoltaice, probleme au fost de cele mai multe ori la conectarea cu piese necorespunzatoare sau in mod corespunzator, sau calitatea redusa a produselor, spre exemplu conectoare MC4 de calitate mai redusa, copie chinezeasca a pieselor originale de la Multi-Contact.

De asemenea au mai fost cazuri unde la montare nu s-a luat in calcul tipul de cablu potrivit neluandu-se in temperaturile iar cablurile fiind necorespunzatoare cu izolatie redusa la conectarea DC, iar din acest motiv dupa ani si din cauza temperaturile ridicate vara in special, firul neizolat corespunzator a produs un scurt-circuit. O alta problema la cabluri a mai fost in cazul acoperisurilor din tabla unde din cauza pozitionarii incorecte a cablurilor, vanturile au miscat cablurile uzand stratul exterior al cablurilor.

Daca revenim la statistica: 1 din 10000 nu reprezinta un risc prea ridicat, dar de singur acest lucru nu insemna ca nu aduce neliniste mai ales daca casa dumneavoastra este unul dintre aceste cazuri de mai sus. Nici nu mai vorbim daca este vorba si despre punerea in pericol a unei vieti umane atunci chiar si un caz este inacceptabil, de aceea este important ca cei din domeniul fotovoltaicelor sa se ocupe de protectia impotriva incendiilor, si montarea corecta a cablurilor.

Cea mai mare problema, cea a prevenirii incendiilor si in timpul incendiilor este ca pompierii sa reuseasca sa opreasca focul in siguranta in cazul in care ar lua foc intreg acoperisul. Astazi exista mai multe solutii, insa inca nu exista o solutie etalon.

In zilele noastre au aparut primele cutii de racord (modele caseta de jonctiune), care au fost luate în considerare in cablul de curent continuu pentru a putea intrerupe semnalul, iar celulele solare individuale sunt in masura sa-si indeplineasca de tensiune-mode si curent gratuit inchis. De exemplu, noua soluyie Radox, imaginea de mai jos, dar o serie de alti producători lucreaza la solutii.

  

  Deocamdata aceste solutii sunt destul de scumpe, si foarte noi, defapt chiar au decurg primele teste in fabrici care ar putea fii solutii indelungate pentru panouri.

In concluzie, putem spune ca este un lucru bun ca in sfarsit incepe sa existe o solutie care pare a fi ideala. Este de asteptat ca ca Germania si SUA sa introduca aceste solutii ca obligatorii pe viitor avand cea mai mare experienta in acest domeniu, iar urmatorul ar fi integrarea in panou a acestor solutii in momentul productiei. Deocamdata se pare exista progres in ambele directii, deci chiar daca riscul este mic, pe viitor acest mic risc va putea fi controlat in curand. 

Intersolar 2015: dupa greutatea pietei europene

Vinerea a luat sfarsit expozitia celui mai mare targ din Europa la Munchen denumit Intersolar.
Cine umbla demult la aceste expozitii anuale, cu siguranta isi aminteste ca in urma cu 3-4 ani, expozantii au umplut toate cele 16 sali din locatie. Anul acesta expozitia s-a restrans in 7 sali, dintre care una a fost in legatura cu stocarea de energie, acumulatoare si baterii (B1 in poza de mai jos).

Anul acesta au fost prezenti 1002 expozanti, care reprezinta un numar nu foarte mic fata de cei prezenti in anul precedent cand au fost 1100. Dar este o scadere dramatica fata de anul 2011 cand 2286 de expozanti au fost prezenti la Intersolar.

Acest lucru demonstreaza un lucru cert: pe deoparte, piata fotovoltaica europeana nu reprezinta miezul pietei, multi producatori nici nu au venit dintre cei care sunt activi in alte parti ale lumii. Consolidarea pietei a lasat de asemenea urme: in urma cu cativa ani erau peste 500 de companii chineze producatoare care investeau frecvent, in ultimul timp numarul lor a scazut dat fiind faptul ca si la expozitie au fost prezenti in jur de 200 si este de asteptat sa mai scada in continuare pana ce s-ar putea ajunge la dominatia a in jur de 10 companii. Companiile europene au avut o scadere si mai dramatica in ultimii, doar companii ramanand capabile sa concureze cu producatorii din zona Asiei.

Expozitia de anul acesta s-a concentrat cel mai mult tot pe partea de stocare a energiei, acest lucru nefiind ceva nou deoarece in ultimii 2-3 ani a fost o parte importanta a dezvoltarii a producatorilor acum chiar punand accentul pe aceasta dezvoltare si producatorii de invertoare. Spre exemplu, cei de la Panasonic a prezentat solutii stocare optimizate pentru piata europeana, dar la multe standuri s-au putut vedea acumultoare Tesla, chiar si la standul Fronius deoarece invertoarele Fronius Symo Hybrid vor oferi controlul sistemelor Tesla.

Unul dintre atractiile expozitiei a fost nou modul fotovoltaic al celor de la LG, tehnologia speciala MonoX si Neon 2. Particularitatea celulei fiind numarul bus-bar acestea insemnand numarul de dungile orizontale in panou care conduc electronii produsi de celulele fotovoltaice. In trecut cei mai multi producatori au folosit 2 astfel de bus-bar-uri, de cativa ani incoace tehnologia cu 3 a fost cea mai des intalnita, cele cu 4 fiind mai rare. LG a facut aici pasul cel mare: 12 bus-bar-uri prind aceasta obtind o eficienta mai ridicata deoarece scade "ruta" electronului. Cu aceasta tehnologie ei produc module cu puteri intre 305-320 W ( in dimensiuni normale 1,6 x 1 m).

 Norvegienii de la REC au prezentat o solutie interesanta pentru celule care deseamea a luat un premiu. Si ei au lucrat pentru cresterea eficientei celulelor, tehnologia lor constand in taierea in jumatate a celulelor dupa aceea lipirea lor din nou cu un strat special PERC iar cu 4 bus-bar-uri pe panou iar in spate electronul trecand intr-o cutie de siguranta (junction box) si functionand ca si o conexiune.

Dintre producatorii de invertoare, anul acesta Kostal a luat premiu, si ei au dezvoltat invertoarele de marimea sistemelor rezidentiale: solutia lor este combinatia dintre un invertor cu acumulator lithium si un senzor de amper, acest senzor fiind capabil sa controleze schimbarile de consum.

In concluzie, se poate spune ca Intersolar este in continuare cea mai importanta expozitie din Europa, insa se poate vedea ca producatorii din punct de vedere al marketing-ului nu se mai concentreaza atata de tare pe Europa. Acest lucru nu este ceva surprinzator deoarece in trecut Europa a dat cea mai mare parte a pietei fotolvtaice ( in 2008-2009 a fost in jur de 80%) de atunci acest procent a scazut undeva la 25%. Insa, din acest lucru nu putem spune ca piata este in declin: in 2015 sunt asteptate noi recorduri, este de asteptat ca piata fotovltaica sa ajunga la 57GW . Acesta valoare reprezinta o crestere de 10 ori in 7 ani si de asemenea in acest an se asteapta o crestere asemenatoare sau chiar mai mare ca inainte de criza financiara. Dar din aceasta crestere deja cea mai mare parte nu vine din zona Europei.

Energia regenerabila a depasit energia nucleara in generarea de electricitate in Europa pe anul 2014

Aici puteti gasi si studiul original EPIA: "Global Market Outlook for Solar Power 2015-2019." 

Anul trecut a fost declarat un punct de referinta pentru energia regenerabila deoarece acestea au reusit sa depaseasca energia nucleara producand mai multa putere pentru prima data.
Potrivit unui raport industrial SolarPower Europa a reiesit ca, capacitatea cumulativa solara ar putea atinge pragul de 540 GW global, pana in 2020 cu un record de 40 GW instalat in anul 2014.

SolarPower Europa (fost Asociatie Europeana a Industriei Fotovoltaice) EPIA a lansat "Predictiile globale ale pietei pentru SolarPower in perioada 2015-2019" ( Global Market Outlook for SolarPower 2015-2019) - link-ul de sus-. In acest raport, asociatia noteaza rolul cheie pe care l-au jucat fotovoltaicele in domeniul energiei regenerabile pentru a devansa energia nucleara pentru prima data in Europa.

In ultimii 5 ani fotovoltaicele, impreuna cu eolienele si gazele a fost cea mai instalata sursa de energie din Europa. Asociatia estimeaza ca o capacitate cumulativa intre 396 si 540 GW ar putea fi instalata in jurul lumii pana in anul 2020, crescand de la o capacitate de 178 GW la sfarsitul anului 2014, an in care s-a stabilit si un record de 40 GW instalat. In Europa, energia fotoltaica ar putea sa cresca cu 80% pe acesta perioada de la 88 GW la 158 GW.

SolarPower avertizeaza insa ca pentru ca acest lucru sa fie posibil, cadrele politice si planificarea pietei trebuie sa fie in loc. Daca nu, piata ar putea poticni cu doar 40-50 GW instalati. Acest lucru nu este de asteptat, dar ar putea fi nu scenariu in cazul in care suportul nu este acolo.

Stagnare in caz de neatentie

Riscurile de reglementare, in special in cazul unor masuri retroactive nu ar trebui ignorate si pot conduce la costuri de capital in toate segmentele de piata. Riscurile operationale pot fi de asemenea o amenintare in cazul in care nu va fi o combinatie potrivita de procese de certificare a componentelor si a instalatiei de calitate.

Scaderi de preturi

In ultimul deceniu au avut loc scaderi ale costurilor sistemelor fotovoltaice de pana la 75%, ca atare acest lucru ar trebui privit ca o investitie cu risc scazut de catre comunitatea financiara spun cei de la SolarPower.
Raportul merge mai departe si spune ca in multe tari europene pretul de sistem PV sunt undeva la 1 euro/ Wp pentru instalatiile de peste un MW. De asemenea scaderea preturilor de module din afara Europei au contribuit la reducerea costurilor.

Raspandirea geografica

Marcand o schimbare semnificativa in ultimii 3 ani, China (10.6 MW in 2014), Japonia (9.7 GW), si USA (peste 6.5 GW) conduc in acest moment cresterea fotovoltaica industriala, cu Marea Britanie ducand fruntea in Europa. Din cei 40 GW instalati in 2014, Europa a instalat 7 GW, din care 2.4 GW au fost instalati in Marea Britanie, Germania adaugand 1.9 GW si Franta 927 MW. In ciuda acestui fapt, Europa conduce in topul capacitatii cumulative instalate cu 88 GW.

Interesant este faptul ca exista un echilibru perfect intre utilitate-scară si instalatii solare distribuite la nivel global, a declarat SolarPower Europa acesta fiind  aproximativ 20 GW fiecare in 2014. Cu toate acestea, atunci cand te uiti la piete individuale, cum ar fi Danemarca, Austria, Belgia si Elveția, spre exemplu, ele sunt alcatuite aproape in intregime de instalatii rezidentiale si comerciale.
Sectorul de pe acoperis, de auto-consum este anutat a deveni "coloana vertebrala" a dezvoltarii PV distribuite.

Inovatia tehnologica

Tehnologia de siliciu cristalin continua sa fie tehnologia solara dominanta spun cei de la SolarPower desi tehnologia de "film subtire" a ramas stabila de pe spatele muncii in tehnologia CdTe si CIGS.

In timp ce reducerea costurilor a fost scopul principal al producatorilor de echipamente, inovatia incepe sa vina din nou in prim plan, mai multe companii anuntand ca au comenzi pentru echipamente inovatoare si pentru inlocuirea liniei de productie. Parelel cu astea, o serie de noi fabrici au fost deschise in piete aflate in dezoltare, in timp ce altele au fost inchise in Europa.

Mai jos avem cateva grafice:

 In acest grafic putem vedea evolutia anuala a fotovoltaicelor instalate in Europa.

In acest grafic putem observa evolutia globala anuala a instalatiilor PV.

Graficul de mai sus ne prezinta 3 tipuri de scenarii pentru urmatorii 4 ani in domeniul PV.

Acest grafic reprezinta evolutia cumulativa a instalatiilor PV din Europa.


surse poze: Global Market Outlook for SolarPower 2015-2019
sursa: http://www.pv-magazine.com/index.php?id=9&tx_ttnews[tt_news]=19768&cHash=ba0279d57b2f9e10ddf413b92b69c89c#axzz3cdlMoSKu

Energie 2.0 - felul in care se va schimba productia de energie in Europa

Cererea de energie regenerabila pentru producerea electricitatii a ajuns la un punct de referinta in ultimul timp. Specialistii care se ocupa de aceasta ramura au spus de ani intregi ca fenomenul general al panourilor fotovoltaice si al turbinelor eoliene pot aduce o schimbare notabila din punct de vedere al productiei electrice comparabila cu raspandirea internet-ului si a comunicatiilor. Desigur din cauza duratei de viata a sistemelor si a investitiilor aceasta perioada de tranzitie este mai lunga, mai multe decenii (30-50 de ani). Procesul inceput de 10-15 ani a ajuns in faza in care, ca marii politicieni si cei care iau deciziile au inceput sa ia in considerare strategii si se pregatesc pentru schimbare energetica in cele mai multe parti ale lumii.

Unul din punctele importante a fost raportul de la sfarsitul anului trecut al celor de la IEA ( Agentia Internationala de Energie) in care s-a semnalat ca: factorii de decizie din lume si companiile energetice au urmarit cu grija rapoartele despre tariful posibil de energii regenerabile. Insa la sfarsitul anului trecut au anutat si ei ca pana la mijlocul secolului productia de electrice din fotovoltaice va lua fata oricarei alte surse de productie. Dupa cum formuleaza articolul celor de la Bloomberg: hidrocarburile vor pierde cursa cu energia din regenerabile.

Aceasta a fost urmata de anuntului Instititului Fraunhofer din februarie, potrivit caruia productia de energie din fotovoltaice nu va fi doar cea mai mare ci si cea mai ieftina pana la mijlocul secolului in cele mai multe parti ale lumii (deoarece pretul variaza in functie de regiune, clima si de orele insorite). De adaugat ar mai fi faptul ca in unele regiuni chiar si astazi electricitatea produsa din energie fotovoltaica concureaza fara suport oferit de subventii.






Situatia dintre Russia si Ucraina si din cauza amenintarilor repetate vezi din partea Russiei, pozitia UE s-a intarit cand vine vorba de indepenta energetica fata de importul de la rusi. Potrivit studiului DNV cu un suport potrivit si o infrastructura bine realizata, 60% din productia de electricitatea necesara ar putea veni din regenerabile pana in anul 2030. Studiul noteaza ca cea mai mare provocare este pregatirea retelei, deoarece regenerabilele au nevoie de un alt tip de implementare in retea, decat energia venita din centrale mari, ele avand nevoie de o simplificare deoarece nu trebuie distribuita dintr-o centrala in locuri mai mici ci alocarea catre consumatorii locali, trebuie dezvoltat un sistem implementat pentru productie micro care se realiza prin dezvoltarea unei retele inteligente si un regulament si control bine stabilit.

EON, unul dintre cei mai mari producatori de electricitate a luat decizia la sfarsit anului trecut anuntand ca energia venita din hidrocarburi si din energie atomica, in viitor se va concentra in primul rand pe productia electricitatii din energie regenerabila. Acesta nu reprezinta doar un slogan de genul "suntem verzi" ci pur si simplu in viitor pe aceasta ramura va avea loc cea mai mare dezvoltare si afacere profitabila. 

  

Cum planifica Germania trecerea in totalitate pe energie regenerabila?

Nemtii sunt foarte decisi sa devina independenti de orice sursa de energie produsa din combustibili si sunt hotarati sa inlocuiasca cea mai mare parte a productiei sa vina din energie regenerabila.

Cei de la Institutul Fraunhofer au creionat un concept de obtinere a energiei electrice si termale in totalitate din surse regenerabile pana in anul 2050. (sursa)

Cei de la Institut au intocmit mai multe tipuri de scenarii, in imaginea de mai sus este prezentat scenariul 'Medium" care prezinte variatiile in costuri.

Cea mai mare parte a studiului se concentreaza pe partea de stocare, pentru tratamentul mai bun al energiei eoliene si solare din cauza variatiilor schimbarilor meteo. Pentru stocare au folosit o solutie mixta: stocare in acumulatoare pana la stocare in pompe de apa, stocare in metan aritificial si stocare in caldura.

In versiunea infografica de mai sus ei calculeaza cu consumul de energie apropiat de cel de astazi adica 500 terrawatti, asadar ei iau in calcul o eficienta mai mare a consumului de energiei si o conservare mai buna pentru ca, consumul de energiei sa nu fie pe un trend ascendent.

Pentru productia de energie necesara ei calculeaza ca ar fi nevoie de o capacitate de 206 GW din energia fotovoltaica si 255 GW din energia eoliana. Ca si o asemanare, astazi totalitatea capacitatii fotovoltaice in Germania este de 35 GW, deci este de asteptat o dezvoltare serioasa in urmatorii 35-40 de ani, daca acest scenariu va fi sa devina realitate.

Care este durata de viata a unui sistem fotovoltaic?

      Sistemele fotovoltaice au de obicei o durata de viata undeva intre 20 si 25 de ani: pe aceasta perioada sunt de obicei facute subventiile de intrare la retea, in majoritatea tarilor din UE, bancile de asemenea iau in calcul aceasta perioada de 20 de ani de obicei in cazul proiectelor la centrale fotovoltaice mari. Deci putem lua o perioada de 20 de ani ca si minim.
    
De asemenea fiecare client serios in calcul ca in aceasta perioada de 20-25 ani, invertoarele trebuie schimbate cand ajung la 10-15 ani pentru simplul fapt ca unele componente electrice din invertor atat pot sa duca. Deci pe timpul duratei de viata a sistemului trebuie luata in calcul o schimbare de invertor dar panourile fotolvtaice, cablurile si structura de montare (daca folosim componente din otel inoxidabil sau aluminiu) ar trebui sa reziste chiar 25 de ani.
   
Dar ce se intampla dupa perioada de 20 de ani? Exista exemple care merita urmarite in acest caz. Asa a fost programul din anii '90 numit programul "1000 acoperisuri" din Germania care a fost finantat de Ministerul Educatiei si Cercetarii, oferind un sprijin de 70% la cumpararea si instalarea unui astfel de sistem care inca in acea perioada avea un pret destul de piperat. O Universitate din Germnia chiar a studiat situatia acelor sisteme instalate (iar cei de la PV Magazine l-au scris). Au gasit  unele rezultate surprinzatoare.
      
Degradare minima a panoului fotovoltaic

Un sistem de langa orasul Leipzig spre exemplu, dupa mai mult de 20 de ani produce in medie anual undeva la 800-900 kWh per killowatt. Deci aproape cu nimic mai putin decat un sistem nou avand in vedere conditiile climatice ( in zona noastra ar fi de asteptat o productie undeva la 1100-1200 kWh la un sistem de 1kWp datorita pozitiei geografice fiind putin mai in sud si avand un climat cu soare mai intens).

Panourile sunt intr-o stare buna, lucru care este interesant deoarece in anii '90 inca a fost o mare problema cu laminarea, inca nu au fost materiale si adezivi rezistenti in acea perioada fata de ce se foloseste astazi. Nu se poate observa la ele niciun fel de decolorare. Invertorul l-au schimbat odata, asa cum era de asteptat.

Universitatea din Chemnitz a analizat in total 102 sisteme din anii '90 care au fost instalate prin  programul "1000 acoperisuri". Unul dintre lucurile de notat a fost faptul ca panourile fotovoltaice au o eficienta de 90-95%. Deci eficienta de 80% data de producator pentru 25 de ani reprezinta o valoare precauta, degradarea siliciului din experienta producatorului si a practicilor este sub valoarea de 0,8% la care se asteptau. Au existat producatori care au masurat caderi in eficienta mai mari, dar chiar si in aceste cazuri procentajul a fost de peste 80%, si in urma analizelor este de asteptat o functionare de inca cel putin 5 ani a panourilor.

Invertoare care funtioneaza si astazi

Un lucru si mai surprizator este faptul ca si invertoarele s-au mentinut foarte bine in aceasta perioada. In jumatate dintre cazuri, inca si in ziua de astazi mai functioneaza invertorul original avand 20-23 de ani de functionare. Aici a fost o diversitate mai mare in functie de producatori: 80% dintre invertoarele Siemens au trebuit schimbate, si 53% dintre cele ale producatorilor de la SMA. Cateva dintre ele nici nu mai sunt cunoscute in ziua de astazi (ASP si UFE) dar care inca functioneaza de atunci si care au un procentaj de schimbare de 0%.

Deci in concluzie, este mai bine de luat in calcul ca durata de viata a invertorului este 10-15 ani dar din practica putem vedea ca durata de viata de 20 de ani nu este deloc imposibila.

Proprietarii sistemelor fotovoltaice care functioneaza si astazi nici nu le trece prin gand sa schimbe aceste sisteme: deja au produs de multe ori inmultit cantitatea de curent in bani, "nu cer de mancare", deci nu necesita costuri suplimentare, pana cand invertorul face fata practic produc energia necesara pe gratis chiar si dupa aceasta perioada. Chiar si in cazul schimbarii invertorului, o eficienta de 80-90% este merituoasa pentru continuarea operarii sistemului. Materialele de astazi,   de o calitate mai ridicata pentru fabricarea de module, laminarea imbunatatita, folosind de asemenea si experienta din ultimii 20 de ani, pot imbunatati performantele si durata de viata fata de panourile din anii '90.

Cat de "verde" este panoul fotovoltaic? Amprenta de carbon si recuperarea energiei

De multe ori se ridica problema in discutii (in principal de cei de partea atomilor de carbon) , ca panourile fotovoltaice "nu sunt chiar asa de verzi".
Pentru ca pana acuma nimeni nu a adus argumente pe surse pro sau contra acestei chestiuni, credem ca este important sa adunam informatiile si calculele pe care le-am obtinut noi din surse.

Nu a fost o munca grea deoarece energia folosita si intoarcerea investitiilor din panouri fotovoltaice ('energy payback time') si deasemenea totalitatea productiei, montarii si ciclul de viata al emisiilor de carbon ('carbon footprint') a fost analizata de nenumarate institutii din UE si America, deasemenea studii realizate in universitati cunoscute mondial.

Unul dintre aceste studii notabile a fost realizat in 2006 de institutia olandeza ECN (ECN este cea mai mare institutie de cercetare energetica din Olanda, detalii despre ei pe link). Ei au studiat emisiile de dioxid de carbon dupa standardul ISO 14040 in ciclul de productiei al panoului. Au repetat acesta cercetare si in 2011 care au adus rezultate asemanatoare cu cele din 2006.

Potrivit studiilor ECN energia venita de la panoul fotovoltaic in valoare de 1kWh produce 20-30 g CO2. Ca si o asemanare aveti aici un tabel de la EIA (US Energy Information Administration), aceasta arata ca pentru producerea a 1kWh din gaze produce 500g CO2 iar din alte materiale fosile aprox. 1000g/kWh. (in tabel calculul este in font. 1 font= 453g). Pentru o asemanare la nivel de tara: britanicii in totalul de mix de energie produc 451g/kWh de emisii. Deci in cazul panourilor fotovoltaice emisiile sunt de 15-20 de ori mai mici per kWh decat energia produsa din alte centrale.

Nici nu este o surpriza: emisiile de dioxid de carbon in cazul panourilor fotovoltaice apar in procesul de productie, dar durata de viata a sistemului fotovoltaic montat este undeva la 20-30 de ani deci nu va mai emite nimic apoi. In timp ce in cazul energiei obtinute din materiale fosile practic din momentul procesului de minerit pana la productia de curent produc in intreg procesul lor emisii.

Sa vedem o alta cercetare asemanatoare: in 2013, unul dintre principalele institutii de cercetare din Germania, Institutul Fraunhofer a analizat de cat timp este nevoie pentru ca panoul fotovoltaic sa produca cantitatea de energie in functie de cantitatea de raze solare, care a fost necesara pentru procesul de productie al panoului. A rezultat ca in Germania in functie de locatia geografica care este un factor important a fost obtinuta o perioada de 2,5-3 ani:

 

 Desigur aceasta perioada depinde mult de puterea razei solare, de exemplu in sudul Italiei acest termen este chiar si mai mic de 1 an si jumatate (sigur cu cat mergem spre sud acest termen scade si mai mult):

Sa vedem alte cercetari, de exemplu din SUA: cei de la Institutul NREL au obtinut rezultate asemanatoare cum ca ar fi nevoie de o perioada de 2-4 ani, in urma calcului potrivit zonei geografice si a conditiilor meteorologice.

Deci functionalitatea sistemului fotovoltaic, in cea mai mare parte a duratei de viata a acesteia in raport cu producerea neta de dioxid de carbon este una exceptionala.

Cateva cuvinte si despre metodologie: etapele urmatoare in producesul de productie si consumul de energie trebuie luate in considerare:
- topirea siliciului si obtinerea de matrice de calitate ridicata
- prelucrarea matricelor si felierea plachetelor de siliciu
- tratamentul de suprafata al plachetelor, productia de celule ( si a materiei prime) pentru producere si dioxidul de carbon emis
- producerea cererii de energie pentru alte materii prime ( placa de sticla, cadru de aluminiu, cabluri si drivere etc.)
- transportul de materii prime si materii finite
- alte materiale necesare pentru instalarea sistemului fotovoltaic
- energia necesara pentru reciclarea panoului la sfarsitul de viata al acestuia, logistica si amprenta de carbon

In concluzie, din punctul de vedere al amprentei de carbon, energia fotovoltaica este printre cele mai "verzi" energii. Noi am gasit aceste cercetari sigur asteptam daca aveti si alte comentarii despre acest subiect sau alte cercetarii care sa intareasca sau sa contrargumenteze informatiile gasite de noi.