Изследователи от Испания установиха, че полупрозрачните фотоволтаични системи са комерсиално жизнеспособни само до около 50% прозрачност. По-високата прозрачност рязко намалява ефективността и увеличава разходите за системата.
Група учени от университета в Хаен в Испания проведе технически и икономически анализ, за да оцени разходната конкурентоспособност на полупрозрачните фотоволтаични технологии и установи, че търговската осъществимост е възможна, ако нивото на прозрачност не надвишава 50%.
„За разлика от повечето предишни проучвания, анализът умишлено отделя икономиката на полупрозрачните слънчеви клетки от селското стопанство или сградите“, каза главният автор на изследването Жоао Габриел Беса.
„Анализът въвежда рамка за разходите, която изрично свързва прозрачността с цената на модулите, структурните разходи и капиталовите разходи на системата, използвайки референтни стойности от реални фотоволтаични проекти от комунален клас в Испания, а не идеализирани предположения“, продължи той.
„Резултатите обясняват защо много концепции за полупрозрачни фотоволтаични системи изглеждат привлекателни на хартия, но в реалността се оказват трудни, и следователно къде могат реалистично да са от полза някои целенасочени политики, без да създават фалшиви очаквания“, поясни Беса.
В проучването „Оценка на конкурентоспособността на разходите на полупрозрачни фотоволтаични системи“, публикувано в Renewable Energy, изследователите обясняват, че разходите за модули за полупрозрачни фотоволтаични системи са тясно свързани с нивата на прозрачност, тъй като изходната мощност на единица площ намалява с увеличаване на прозрачността.
Това се случва, защото намалената площ на клетките намалява производството на енергия без съответно намаление на разходите за материали, различни от клетките.
Учените също така подчертават, че разходите за баланс на системата се увеличават при системите за полупрозрачни фотоволтаични системи – с повишаване на прозрачността. Така е, защото разходите за монтаж на конструкции и окабеляване за прав ток се увеличават с физическата площ на фотоволтаичния генератор.
За разлика от това, разходите за инвертори, окабеляване за променлив ток, трансформатори и други електрически компоненти са до голяма степен независими от нивата на прозрачност.
Технико-икономическият анализ се основава на бизнес-казус, представляващ наземна полупрозрачна PV система с мощност 1 MW, работеща в Испания. За да оценят влиянието на ключови финансови и технически параметри върху изравнената цена на електроенергията (LCOE) на системата, изследователите проведоха анализ на чувствителността.
И двете оценки потвърдиха, че разходите за системата се увеличават рязко с увеличаване на прозрачността. Например, непрозрачна система с 0% прозрачност би имала инсталационни разходи от 0,628 евро на ват. При по-високи нива на прозрачност обаче ефективността на модулите започва да намалява и са необходими по-големи фотоволтаични площи за капацитет от 1 MW.
При 50% прозрачност ефективността спада до 10%, удвоявайки необходимата площ и увеличавайки общата цена на системата до 0,904 евро/W. При 90% прозрачност ефективността пада допълнително до само 2%, което налага петкратно увеличение на площта и повишава цената на системата до 3,110 евро на ват – почти пет пъти по-висока от тази на непрозрачната система.
„Проучването показва, че полупрозрачните фотоволтаични системи остават конкурентноспособни по отношение на разходите само до умерени нива на прозрачност. Над приблизително 45–50% прозрачност, LCOE се покачва рязко и надвишава типичните пазарни цени на електроенергията, дори в региони с висока радиация като Южна Испания“, подчерта Беса.
„С увеличаване на прозрачността, енергийната плътност намалява по-бързо от разходите за модули, тъй като неклетъчни компоненти като стъкло, капсулиране, рамка и логистика доминират в структурата на разходите. Това води до силно увеличение на разходите за модули в евро/W, дори когато се използва по-малко силиций“, заключи той.
