何时以及高级光伏是经济才能安装的

在MIT和其他地方的一支研究人员团队已经提出了一种用于给定位置和安装类型的最佳太阳能电池板的方法。

这是一个更好的交易：建立的，现成的太阳能电池板或尖端类型，为特定区域提供更多的电力，但成本更多？

事实证明，远离一个简单的问题，但麻省理工学院和其他地方的研究人员已经提出了一种方法，以便为特定位置和安装类型提供最佳选择。底线是，对于处于相对干燥的位置的家庭规模屋顶系统，更有效但更昂贵的面板更好，但对于网格尺度的安装或者对于那些潮湿的气候，所建立的，更效率但更便宜的面板更好。

太阳能电池的成本继续下降，而安装成本和相关设备保持相对恒定。因此，弄清楚涉及规划新安装的权衡已经变得更加复杂。作者说，新的研究提供了一种明确的方法来估算给定项目的最佳技术。

目前在杂志上报道了调查结果，在一篇文物委员会索菲亚的MIT研究生Sarah Sofia，Marius I. Marius彼得斯副教授和第一个太阳能和Siva电力，太阳能和Siva Power，Solies Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sarah Sio索菲亚。公司在加利福尼亚州。

该研究比较了两种基本的太阳能电池品种：使用单一类型的光伏材料的标准设计，以及结合两种不同类型（称为串联电池）的先进设计，以捕获阳光下的更多能量。对于串联细胞，研究人员还比较了不同的品种：其中两个细胞中的每一个串联连接的那些称为双结串联电池，以及每个细胞被分别连接的那些称为四结串联细胞。

该团队随着时间的推移，分析了所有相关的安装和运营成本，而不是看每种能力的电量，而不是看起来随着时间的推移，产生称为电力级别的测量（LCoE），这是一种融合所有成本和收入的措施在系统的一生中。

“标准单结细胞的最高效率限制约为30％，”索非亚解释说，而“使用两种材料的串联细胞可以具有更高的效率，高于40％。”但是，虽然效率更高，但原则上是一个优势，“当你串联时，你基本上有两个太阳能电池而不是一个太阳能电池，所以它的制造更昂贵。所以，我们想看看它是否值得，“她说。

为了分析，该团队研究了三种环境 - 干旱（亚利桑那州），温带（南达科他）和潮湿（佛罗里达州） - 因为空气中的水蒸气量会影响太阳能电池的阳光程度。在这些位置中的每一个中，他们将标准的两种单结太阳能电池（碲化镉，或Cdte，和铜 - 铟 - 镓 - 硒化物或CIGS）进行了比较了两种不同类型的串联细胞，双结或四种-junction。因此，在每个环境中研究了共有四种不同的技术。此外，他们研究了装置的整体LCoE如何受到影响，这取决于整体能源价格是否保持不变或随着时间的推移，正如许多分析师所期望的那样。

结果有点令人惊讶。“对于住宅系统来说，我们认为四端串联系统​​[可用最有效的太阳能电池]是最好的选择，无论位置如何，”索菲亚说。但对于实用规模的装置，具有最低生产成本的细胞是最优越的，研究人员发现。

索非亚说，新发现对于新的太阳能装置来说可能很重要。“对我来说，表明四端子串联电池有一个明显的成功机会并不明显。它真的表明了在住宅系统中具有高能量产量的重要性。“

但是，效用尺度系统可以在更多的面板上传播安装和控制系统的成本，并且由于空间在这种装置中往往不那么限制，“我们从未看到过机会”，以便更昂贵，有效的细胞设置。在大阵列中，“因为安装成本如此便宜，他们只是希望最便宜的细胞[每个电力]，”她说。

索菲亚说，该研究有助于指导太阳能技术的研究优先事项。“这一领域有很多工作，而不是第一次[经济学实际上是否有意义]。在我们完成所有工作之前，我们应该问这个问题。… 我希望这可以作为研究努力应该专注的地方的指导，“她说。

Sofia说，该方法应该适用于制造比较的团队为实现比较而制定的比较，这是对太阳能技术的许多其他比较，而不仅仅是具体类型选择了这项研究，Sofia说。“对于薄膜技术，这是普遍的，”她说。

由于他们研究了四场案例的材料已经商业化，索非亚说：“如果有一个有兴趣的公司”，“居住申请的实用，经济实惠的四联盟串联系统可能会迅速推向市场。

“本文打破了新的地面，因为它精确地量化了不同的太阳能电池技术，在不同的气候区以及不同的应用程序秤中的太阳能能源成本，”首席技术官，首席太阳能技术官员没有参与其中在这项研究中。“随着作者指出，高效串联电池，一旦完全开发，应具有高安装成本环境的边缘，如住宅屋顶。”

该研究团队还包括Jonathan Moboa在MIT，Dirk Weiss At First Solar Inc.和Billy Stanbery，两家公司Santa Clara，加利福尼亚州Santa Clara。该工作得到了全国研究基金会新加坡通过新加坡 - 麻省理工学院的研究和技术（智能），海湾地区光伏财团，美国能源部和国家科学基金会。

出版物：Sarah E. Sofia等，“美国薄膜串联太阳能模块的经济存量”，“自然能源（2018）DOI：10.1038 / S41560-018-0126-Z