Cost-pagbabawas manipis na film solar photovoltaic teknolohiya ay maaaring nakakaranas ng renaissance, salamat sa kamakailang mga makabagong-likha na kahusayan sa pamamagitan ng US tagagawa Unang Solar. Larawan kagandahang-loob ng Unang Solar, Inc.

Sa loob ng isang nakabukas na gusali ng isang istoryang opisina sa Bedford, Mass., Sa isang lihim na silid na kilala bilang Growth Hall, ang hinaharap ng solar power ay pagluluto nang higit sa 2,500 ° F. Sa likod ng mga closed door at downturned blinds, ang custom-built ovens na may ambisyosong mga pangalan tulad ng "Fearless" at "Intrepid" ay tumutulong upang makapagpagaling ng isang bagong pamamaraan ng paggawa ng mga manipis na silikon, ang workhorse ng solar panels ngayon. Kung lahat ay napupunta, ang bagong paraan ay maaaring mabawasan ang gastos ng solar power sa pamamagitan ng higit sa 20 porsiyento sa susunod na mga taon.

"Ang mapagpakumbaba na tinapay na manipis na ito ay magpapahintulot sa solar na maging mas mura ng karbon at lubhang baguhin ang paraan ng pagkonsumo namin ng enerhiya," sabi ni Frank van Mierlo, CEO ng 1366 Technologies, ang kumpanya sa likod ng bagong paraan ng manipis na manipis na katha.

Ang mga lihim na silid o hindi, ang mga ito ay kapana-panabik na beses sa mundo ng renewable energy. Salamat sa mga teknolohikal na pagsulong at isang ramp-up sa produksyon sa dekada, parity parilya - ang punto kung saan ang mga mapagkukunan ng renewable enerhiya tulad ng solar at hangin gastos katulad ng elektrisidad na nagmula sa pagsunog ng fossil fuels - ay mabilis na papalapit. Sa ilang mga kaso na ito ay nakamit na, at ang mga karagdagang mga likha na naghihintay sa mga pakpak ay nagtataglay ng malaking pangako para sa mga gastos sa pagmamaneho kahit na mas mababa, na nagsisimula sa isang ganap na bagong panahon para sa mga renewable.

Solar Surprise

Noong Enero 2015, Saudi Arabian kumpanya ACWA Power nagulat ang mga analyst ng industriya nang nanalo ito ng isang bid upang bumuo ng isang 200-megawatt solar power plant sa Dubai na magagawang makagawa ng koryente para sa 6 cents kada kilowatt-hour. Ang presyo ay mas mababa kaysa sa halaga ng kuryente mula sa natural na gas o mga power plant ng karbon, isang una para sa isang solar installation. Ang kuryente mula sa mga bagong likas na gas at halaman ng karbon ay nagkakahalaga ng isang tinatayang 6.4 cents at 9.6 cents kada kilowat-oras, ayon sa US Energy Information Agency.

Teknolohiko advances, kabilang photovoltaics na maaari convert mas mataas na porsyento ng sikat ng araw sa enerhiya, ginawa solar panels mas mahusay. Kasabay nito ekonomiya ng scale pinagtabuyan down na ang kanilang mga gastos.

Para sa marami sa mga unang bahagi 2000s, ang presyo ng isang solar panel o module hovered sa paligid ng $ 4 per wat. Sa oras Martin Green, isa sa mga nangungunang photovoltaic sa mundo mananaliksik, kinakalkula ang gastos ng bawat bahagi, kabilang ang ingots polycrystalline silikon na ginagamit sa paggawa manipis silikon, ang proteksiyon salamin sa labas ng module, at ang pilak na ginagamit sa pag-wire ng module . Green patanyag ipinahayag na samantalang kami ay umaasa sa mala-kristal silikon para sa solar power, ang presyo ay malamang na hindi kailanman drop sa ibaba $ 1 / wat.

"Mayroong isang ikasampu ng isang porsiyento ng isang kahusayan makakuha dito at gastos reductions doon na idinagdag up upang gumawa ng solar napaka mapagkumpitensya." - Mark BarineauAng hinaharap, Green at halos lahat ng ibang tao sa patlang ay naniniwala, ay may manipis na pelikula, solar modules na umaasa sa mga materyales maliban sa silikon na nangangailangan ng isang bahagi ng mga hilaw na materyales.

Pagkatapos, mula sa 2007 hanggang 2014, ang presyo ng mga kristal na mga module ng silikon bumaba mula sa $ 4 bawat wat hanggang $ 0.50 bawat wat, lahat ngunit nagtatapos ang pagbuo ng mga manipis na pelikula.

Ang dramatikong pagbabawas sa gastos ay nagmula sa malawak na bilang ng mga incremental gains, sabi ni Mark Barineau, isang solar analyst na may Lux Research. Kadahilanan isama ang isang bagong, murang proseso para sa paggawa ng polycrystalline silikon; thinner manipis silikon; thinner wires sa harap ng modyul na harangan mas sikat ng araw at gumamit ng mas kaunting pilak; mas mababa-mahal plastik sa halip ng salamin; at mas higit na automation sa manufacturing.

"May isang ikasampu ng isang porsiyento ng isang kahusayan makakuha dito at gastos reductions doon na idinagdag up upang gumawa ng solar napaka competitive," sabi ni Barineau.

25 Cents Per Watt

"Ang pagkuha sa ibaba $ 1 [per watt] ay lumampas sa aking mga inaasahan," sabi ni Green. "Ngunit ngayon, sa tingin ko maaari itong makakuha ng kahit na mas mababa."

Ang isang malamang na kandidato upang makuha ito ay may bagong paraan ng 1366 ng talyer na katha. Ang mga manipis na silikon sa likod ng mga solar panels ngayon ay pinutol mula sa malalaking ingots ng polycrystalline silikon. Ang prosesong ito ay sobrang hindi mabisa, na bumubuo ng kalahati ng inisyal na ingot sa sup. Ang 1366 ay tumatagal ng isang iba't ibang mga diskarte, natutunaw ang silikon sa espesyal na binuo ovens at recasting ito sa manipis na manipis na manipis para sa mas mababa sa kalahati ng gastos sa bawat tinapay na manipis o isang 20 porsyento drop sa pangkalahatang gastos ng isang mala-kristal silicon module. Inaasahan ng 1366 na simulan ang mass production sa 2016, ayon kay van Mierlo.

Samantala, manipis na pelikula, dating naisip na ang kinabukasan ng solar power, at pagkatapos ay durog sa pamamagitan ng mababang halaga mala-kristal silikon, ay maaaring makaranas ng isang renaissance. Ang kamakailang record-setting na may mababang halaga na bid para sa solar power sa Dubai harnesses manipis-film kadmyum telluride solar modules ginawa sa pamamagitan ng US tagagawa unang Solar. Ang kumpanya ay hindi lamang nag-hang sa bilang ang karamihan sa mga manipis na mga kompanya ng film nakatiklop, ngunit patuloy na ginawa ang ilan sa mga hindi bababa sa mahal modules sa pamamagitan ng pagtaas ng kahusayan ng kanilang mga solar cell habang pagtaas ng produksyon. Ang kumpanya ngayon ay nagsasabi na maaari itong gumawa ng solar modules para sa mas mababa sa 40 cents kada wat at inaasahan ang karagdagang mga reductions ng presyo sa mga darating na taon.

Sampung taon mula ngayon maaari naming madaling makita ang gastos ng solar modules bumababa sa 25 sentimo bawat wat, o halos kalahati ng kanilang kasalukuyang gastos, Green sabi. Upang mabawasan ang mga gastos na lampas na, ang pagpapalit ng kahusayan ng sikat ng araw sa koryente ay kailangang dagdagan nang malaki. Upang makarating doon, ang iba pang mga materyales sa semiconducting ay kailangang itatapon sa ibabaw ng mga umiiral na solar cell upang i-convert ang isang mas malawak na spectrum ng sikat ng araw sa kuryente.

"Kung maaari mong stack ang isang bagay sa tuktok ng isang silikon barkilyos ito ay medyo magkano ang unbeatable," sabi ni Green.

Ang mga berdeng at kasamahan ay nagtakda ng rekord para sa kristal na kahusayan ng silicon solar module sa 22.9 na porsiyento sa 1996 na humahawak pa rin ngayon. Ang mga green doubting ang kahusayan ng mala-kristal na silikon lamang ang makakakuha ng mas mataas. Sa pamamagitan ng cell stacking, gayunpaman, sabi niya "ang kalangitan ay ang limitasyon."

A Matter of Size

Habang solar kapangyarihan ay lamang simula upang maabot ang parilya pagkakapareho, hangin enerhiya ay naka-doon. Sa 2014, ang average na sa buong mundo presyo ng katihan hangin enerhiya ay ang parehong bilang ng koryente mula sa natural gas, ayon sa Bloomberg New Energy Finance.

Tulad ng solar, ang credit ay napupunta sa teknolohikal na pagsulong at pagtaas ng lakas ng tunog. Gayunpaman, para sa hangin, ang pagbabago ay higit sa lahat ay isang sukat. Mula sa 1981 hanggang 2015 ang average na haba ng wind turbine rotor blade ay may nadagdagan ang higit sa anim na beses, mula 9 meters hanggang 60 meters, dahil ang gastos ng enerhiya ng hangin ay may ay bumaba sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng 10.

"Ang pagtaas ng laki ng rotor ay nangangahulugan na nakakakuha ka ng mas maraming enerhiya, at iyon ang nag-iisang pinaka-import driver sa pagbawas ng gastos ng enerhiya ng hangin," sabi ni D. Todd Griffith ng Sandia National Laboratories sa Albuquerque, New Mexico.

Griffith kamakailan oversaw ang konstruksiyon at testing ng ilang 100-meter-long prototype blades sa Sandia. Kapag ang proyekto ay nagsimula noong 2009, ang pinakamalaking blades sa komersyal na operasyon ay 60 metro ang haba. Griffith at ang kanyang mga kasamahan nais upang makita kung paano malayo sila ay maaaring itulak ang takbo ng patuloy na pagtaas ng blades bago sila bumangga sa disenyo at materyal na limitasyon.

"Ako ganap na inaasahan upang makita 100 meter blades at sa hinaharap." - D. Todd GriffithTheir unang prototype ay isang lahat-ng payberglas talim na ginagamit katulad na mga disenyo at mga materyales ng mga matatagpuan sa medyo mas maliit commercial blades sa panahon. Ang resulta ay isang prohibitively mabigat 126-tonelada blade na noon ay kaya manipis at mahaba ito ay madaling kapitan sa panginginig ng boses sa malakas na hangin at gravitational pilay.

Gumawa ang grupo ng dalawang kasunod na mga prototype na gumagamit ng mas malakas, mas magaan na carbon fiber at hugis ng talim na flat-back sa halip na matalim-talim. Ang nagreresulta na 100-meter blade ay 60 porsiyento mas magaan kaysa sa kanilang paunang prototype

Dahil ang proyekto ay nagsimula sa 2009 ang pinakamalaking blades na ginamit sa komersyal na malayo sa pampang ng turbines hangin ay lumago mula sa 60 metro sa humigit-kumulang 80 metro na may mas malaking prototypes na pang-komersyo na ngayon sa ilalim ng pag-unlad. "Lubos kong asahan na makita ang mga bloke ng 100 at higit pa," sabi ni Griffith.

Bilang blades lumago mas mahaba, ang mga tower na dakilain ang mga ito ay nakakakuha ng taller upang mahuli mas pare-pareho, mas mataas na bilis ng hangin. At bilang towers maging taller, mga gastos sa transportasyon ay lumalaki unting mahal. Upang counter ang nadagdagan ang mga gastos GE kamakailan debuted isang "space frame" tower, isang bakal na sala-sala tower na nakabalot sa tela. Ang mga bagong tower ay gumagamit ng humigit-kumulang 30 porsyento mas mababa bakal kaysa sa maginoo tube tower ng parehong taas at maaaring maihatid ganap na sa standard-size na lalagyan ng pagpapadala para sa on-site na pagpupulong. Ang kumpanya ay kamakailan lamang ay nakatanggap ng isang $ 3.7 milyon na bigay mula sa US Kagawaran ng Enerhiya upang bumuo ng mga katulad na espasyo ng frame ng espasyo.

Inshore Innovation

Tulad ng mala-kristal na mga solar panel ng silikon, gayunpaman, ang umiiral na teknolohiya ng hangin ay huli na tumakbo laban sa mga limitasyon ng materyal. Ang isa pang makabagong ideya sa abot-tanaw para sa hangin ay kaugnay sa halip na lokasyon. Ang mga sakahan ng hangin ay lumilipat sa malayo sa baybayin sa paghahangad ng mas malawak na mapagkukunan ng hangin at mas kontrahan sa paggamit ng lupa. Ang mas malayo sa pampang ay nagpapatuloy, mas malalim ang tubig, na ginagawang mas mahal ang kasalukuyang paraan ng pag-aayos ng mga turbine sa seafloor. Kung ang industriya ay gumagalaw sa halip na lumulutang na istruktura ng suporta, ang disenyo ng top-heavy wind turbine ngayon ay malamang na mapapatunayan nang labis na mahirap gamitin.

Ang isang potensyal na solusyon ay isang vertical axis turbine, ang isa kung saan ang pangunahing rotor shaft ay itinatakda nang patayo, tulad ng isang maligaya na pag-ikot, sa halip na pahalang tulad ng isang maginoo turbina ng hangin. Ang generator para sa tulad ng isang turbina ay maaaring ilagay sa antas ng dagat, na nagbibigay sa aparato ng isang mas mababang sentro ng gravity.

"May isang magandang pagkakataon na ang ilang mga iba pang uri ng teknolohiya ng turbina, mahusay na vertical axis, ay ang pinaka-epektibong gastos sa malalim na tubig," sabi ni Griffith.

Ang nakaraang dekada ay nagbunga ng kapansin-pansin na mga pagbabago sa teknolohiya ng solar at hangin, na nagdadala ng mga pagpapabuti sa kahusayan at gastos na sa ilang mga kaso ay lumampas sa mga pinaka-maasahin sa inaasahan. Kung ano ang darating na darating na dekada ay hindi malinaw, ngunit kung ang kasaysayan ay anumang gabay, ang hinaharap ng mga renewable ay mukhang lubos na positibo.

Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa ensia

Tungkol sa Ang May-akda

Si Phil McKenna ay isang freelance na manunulat na interesado sa tagpo ng mga kamangha-manghang mga indibidwal at nakakaintriga na mga ideya. Siya ay pangunahing nagsusulat tungkol sa enerhiya at sa kapaligiran na nakatutok sa mga indibidwal sa likod ng mga balita. Lumilitaw ang kanyang trabaho Ang New York Times, Smithsonian, naka-wire, Audubon, New Scientist, Teknolohiya Repasuhin, MATTER at NOVA, kung saan siya ay isang nag-aambag na editor.

Kaugnay na Aklat

at

Salamat sa pagbisita InnerSelf.com, Kung saan mayroon 20,000 + mga artikulong nagbabago sa buhay na nagtataguyod ng "Mga Bagong Saloobin at Bagong Posibilidad." Ang lahat ng mga artikulo ay isinalin sa 30+ wika. sumuskribi sa InnerSelf Magazine, na inilathala linggu-linggo, at Araw-araw na Inspirasyon ni Marie T Russell. InnerSelf Magazine ay nai-publish mula noong 1985.