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Photovoltaik-Solarzellen: Production & Perspektiven

Es gibt zwei Arten von Sonnenkollektoren, Photovoltaik und thermische, die von Interesse sind hier die Photovoltaik (PV), die Licht in Strom umwandeln. Antoine Becquerel ist, dass im Jahre 1839, entdeckte, dass einige Materialien könnten Strom, wenn sie dem Licht ausgesetzt zu produzieren. Aber erst in den 70er Jahren die ersten "Ansturm" Sun stattgefunden hat, hat die Eroberung des Weltraums Technologie und der ersten Ölkrise entwickelt hat, entstand das Bedürfnis. Der steigende Ölpreis seit 1998 war die Sonnenstrahlen in der Branche der Solarenergie, wir leben im zweiten Ansturm. Photovoltaik, oder technologische Sackgasse Branche der Zukunft?

I. Die Photovoltaik-Zellen.
Die Photovoltaik-Zellen, aus denen sich ein Solarpanel Herstellung Verwendung von Silizium (Si) aus Quarz, Silizium als Halbleiter in Solarzellen, weil es die Halbleiter profitabelsten verwendet, da das häufigste. Das Silizium muss rein 99,9999% (Solar Grade) in photovoltaischen Zellen verwendet werden. Diese Sorte von Silicium bei einer Temperatur von 1500 ° und in einem geschlossenen Gehäuse erreicht wird, um jede Umweltverschmutzung zu vermeiden, ist der Prozess komplexer und Energie und ist der schwache Punkt in der Herstellung von Sonnenkollektoren.
Einmal gewonnen, diesen Block aus reinem Silizium wird in dünne Scheiben (Wafer) mit Diamantsägen und chemisch mit Säure behandelt, um Verunreinigungen von der Oberfläche entfernen geschnitten. Kosten senken mit der Dicke der "Wafer"-Tranchen sind subtiler und wir können machen: im selben Block aus Silizium, wodurch sich die Produktionskosten.
Es gibt mehrere Arten von Solarzellen, monokristalline Silizium-Zelle, ist Silizium erste Klasse, bestehend aus einem Silizium-Einkristall. Er hat eine gute Leistung, aber es ist teurer und komplexer, weil mehr Energie zu produzieren. Die multi-kristallinen Zellen werden aus Silizium gefertigt und besteht aus einer niedrigeren Qualität der mehrere Kristalle, weniger teuer als Einkristall, aber mit einer geringeren Produktion. Der Tandem-Multi-Junction-Zellen werden aus mehreren Schichten aus Silizium bestehen. Sie haben eine bessere Leistung, aber teurer sind. Cells cis Halbleitertechnologie ist anders, mit Metallen wie Kupfer-Indium, Selen, Gallium und Germanium als Halbleitermaterial Silizium statt. Die amorphen Solarzellen mit Silangas (SiH4) produziert von Silizium auf Glas (Kunststoff, Metall, Glas). Die Kosten-und Leistungsrechnung sind niedrig, ist der Vorteil, dass sie bei wenig Licht funktioniert und dass die Unterstützung flexibel sein können.
Jede Art von Solarzelle Leistung und Herstellungskosten ist anders. Deshalb ist ein Solarpanel für ein Haus oder ein Satellit wird nicht die gleiche Leistung und Preis. Dies sind die Zellen des multi-kristallinen Silizium (die Hälfte des Umsatzes) und monokristallinen (3.1 vom Umsatz), dass die meisten für die Kosten / Leistung eingesetzt werden.

II. Die Produktionskapazität von Solarzellen in der Welt.
Produktion von Sonnenkollektoren Erwachen begann im Jahr 1998, da der Ölpreis begann seine schwindelerregenden Aufstieg zu. Der Ölpreis hat sich versiebenfacht 1998 bis 2008 erhöht und gleichzeitig die Kapazität der Stromerzeugung aus Photovoltaik-Solarzellen wurde mit 20 multipliziert.
Aber in 2008 und 2009 trotz des starken Rückgang der Ölpreise die Produktionskapazität für Strom aus Photovoltaik-Zellen weiter zu wachsen, weil die Krise einen Rückgang bei den Herstellkosten verursacht hat und weil die langfristige Preise Öl bleibt im Trend sehr bullish. Die erhöhte Kapazität der Stromerzeugung aus Solarzellen in der Welt war 70% in 2008 und um 47% im Jahr 2009 (36% pro Jahr im Durchschnitt seit 1998), ist dies ein Bereich, wo die Sonne scheint trotz Krise.

Die Länder, in denen die meisten Solarzellen ist Deutschland mit 9.677 Megawatt, oder 47% der Solarzellen in der Welt, aber nur 1% der nationalen Stromerzeugung. Das zweite Land ist Spanien mit 3.423 Megawatt, oder 16% der weltweiten Kapazität, aber nur 2% der Produktion des Landes. Der Deutsche wurde die Kapazität multipliziert mit 179 und 3423 von spanischen seit 1998.
Der dritte Land der Welt ist Japan mit 2.628 Megawatt, die vierte die USA mit 1.645 Megawatt und die fünfte in Italien mit 1.188 Megawatt.
Die 23 verbleibenden Länder repräsentieren nur 11% der installierten Kapazität in Sonnenkollektoren in Südkorea, Tschechische Republik, Frankreich, Belgien, China, Australien, Indien, Kanada und Portugal, Schweiz, Holland, Griechenland, Österreich, England, Mexiko, Israel , Malaysia, Schweden, Norwegen, Bulgarien, Finnland, Türkei, Dänemark.

Wenn wir die Produktionskapazität von Solarzellen durch die Anzahl der Menschen, die wir sehen, dass Deutschland eine Kapazität von 118 Watt pro Kopf, Spanien, 73 Watt und 20 Watt Japan, Frankreich 0,6 Watt China 0,2 Watt und 0,1 Watt Indien und der weltweite Durchschnitt beträgt 3,3 Watt.
Für China erreicht das Niveau von Japan sollte seine Produktion multipliziert mit * 92 zu einem von Spanien mit 334 und Deutschland mit 531 * zu erreichen. China ist der weltweit führende Hersteller von Solarzellen, und es scheint sehr wahrscheinlich, dass, sobald es Sonnenkollektoren auf der ganzen Welt verkauft es auch der größte Hersteller von Solar-Photovoltaik wird geworden ist. China heute lieber ihre Produktion von Sonnenkollektoren bei Vollgas zu exportieren, aber morgen ist es sehr wahrscheinlich, ihre Abhängigkeit von Energieimporten es das Land mit Sonnenkollektoren abdecken wird sinken.
Die Produktionskapazität in Indien zu multiplizieren, um die 200 level of Japan zu erreichen, von 716 und das von Spanien im Jahre 1139, dass von Deutschland sein.
Die Produktionskapazität in China und Indien, Konferenz stellt 2% der Produktionskapazität von Photovoltaik-Strom in der Welt, während ihre Bevölkerung entfallen 37% der Weltbevölkerung und China produziert die Hälfte der Sonnenkollektoren in der Welt .
Frankreich würde seine Kapazität um 37 erhöhen, um das Niveau von Japan zu bekommen, von 133 auf, dass von Spanien, und 212 für die von Deutschland.
Europa hat drei Viertel der installierten Kapazität in der Solar-Photovoltaik-Panels in der Welt, aber diese Fähigkeit ist immer noch sehr ungleich verteilt, sollten diese Unterschiede in den nächsten Jahren verringern zu kommen. So wird erwartet, dass Frankreich deutlich wachsen die Installation von Photovoltaik-Solarzellen, hat es eine große Bevölkerung, und nur wenige Platten installiert (gleiches gilt für England, Holland oder die Türkei).

III. Photovoltaik-Paneele: Perspektiven.
Pessimisten solar gestern sind heute noch die Aussichten für das Wachstum in der Fertigung und Installation von Sonnenkollektoren weiterhin exponentiell. In 2007 und 2008 die weltweite Produktion von Solarmodulen wurde durch die Kapazität von Silizium Solar Grade beschränkt. Es gab nicht genügend Pflanzen erzeugen können grade Silizium-Solar "für Sonnenkollektoren. Es ist nicht notwendig, um die Kristall-Silizium-Herstellung ist fehlgeschlagen, aber die Fabriken können grade Silizium-Solar-Fertigung. Auch in diesem Jahr mit der weltweit größte Hersteller von Solarzellen 100% ihrer Produktionskapazität. Die European Photovoltaic Industry Association (EPIA) verlangt, dass die Produktionskapazität von Strom aus Solaranlagen zu China-fachen Anstieg von Juni bis August 2014. In Frankreich sollte es um 10 (Szenario) zu multiplizieren, um 20-mal (optimistisches Szenario). Das Wachstum dürfte so wichtig sein in den USA (von 6 * 11), England (* 21 * 36) und sogar Deutschland, die Nr. 1 Solarstrom, die Produktionskapazität von Photovoltaik-Strom wird sich verdoppeln oder sogar verdreifachen bis 2014. Der Anteil der erneuerbaren Energien (Solarenergie, Geothermie, Wind), die von IAE in den USA doppelt in den nächsten 15 Jahren.

Nach der IAE Erzeugung von Strom aus Solaranlagen in der Welt sollte von 37 TWh auf 4.572 TWh (multipliziert mit 123) bis 2050. Dies würde den Anteil der Photovoltaik um 0,5% auf über 10% der weltweiten Stromerzeugung. Photovoltaik Solarzellen néssécitent Energie während ihrer Herstellung, sondern weniger. Auf einem Dach im Süden dauert es zwischen 1,6 und 3,3 Jahren, je nach Standort, so dass Solarzellen produzieren mehr Energie, als für ihre Herstellung erforderlich. Im Jahr 2020 sollte die Frist auf ein Jahr und sechs Monaten im Jahr 2050 werden durch höhere Effizienz von Photovoltaik-Solarzellen reduziert. Die aktuelle Lebensdauer einer Solarzelle liegt bei 30 Jahren, und während dieser 30 Jahre produzieren sie zwischen acht und 18-fache der Energie, die zu ihrer Herstellung erforderlich war.
Der Trend geht hin zu geringeren Subventionen in vielen Ländern, aber steigende Strompreise, niedrigeren Herstellungskosten und technologische Fortschritte, die sich aus der Massenproduktion von Photovoltaik-Panels auf den weltweiten Rückgang Offset Zuschüsse. Die Kosten für die photovoltaische Stromerzeugung soll geteilt durch 4 oder 5 im Jahr 2050. Engine Produktion und Installation von Solar-Photovoltaik-Panels in der Welt auf lange Sicht nicht in Form von Zuschüssen liegen, aber die steigenden Ölpreise und aus diesem Grund, dass ich hier aufgeworfenen über Sonnenkollektoren. Gewöhnlich sind diese Bergbau und Öl, das meine Lieblingsfächer sind. Die strukturellen Aufwärtstrend in der Ölpreis verursacht die Erhöhung der mechanischen Energiepreise, Fossilien, Mineralien und Strom. Dies ermöglicht PV allmählich bringen die Produktionskosten für konventionellen Strom (Erdgas, Kohle, Uran, Öl ...)
Zum Beispiel hat die Geothermie hoher Energie viele Vorteile (Performance, Verfügbarkeit ...) Mangel an "Flexibilität" der Installation. Er muss in ein Gebiet der Welt richtigen leben, selbst einige Morgen haben 200 Millionen Dollar zu investieren und zu warten, zwischen 8 und 10 vor der Erzeugung von Elektrizität. Geothermische Energie ist hoch lang und teuer zu installieren, aber mit hervorragender Leistung, sind die PV-Zugang schnell mit geringen Investitionen und anpassungsfähig, die hohe geothermische Energie und Solarenergie ergänzen und keine Konkurrenten. Die hohe Geothermie und Photovoltaik sind eine glänzende Zukunft versprochen.

Photovoltaik Solarzellen bleibt in den nächsten zehn Jahren unverzichtbar für die Erzeugung von Strom, ist ihre Technologie operativen, dezentralen, zuverlässige und Konkurrenten sind Mangelware. Wie alle Formen der Energieerzeugung Photovoltaik-Paneele sind nicht perfekt, aber ihre Fehler sind immer die Technologie verbessert, und der Trend der Energiepreise beherrschen ist extrem günstig. Solarzellen sind eine notwendige Ergänzung zu der Erzeugung von Strom ergänzen "Klassiker", sie sind nicht die Lösung Öl-Gipfel, sondern sie sind Teil der Lösung. Falls Sie verpasste im ersten Jahrzehnt des Wachstums der Industrie, verpassen Sie nicht die nächste ...

Dr Thomas Chaize

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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