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産業の発展、急速な都市化、広範な商業化、人間の生活の急進的なデジタル化により、地球はエネルギー要件に大きな急増を見てきました。世界は、従来の化石燃料によって生産できるものよりもはるかに多くのエネルギーを消費しています。炭素ベースの燃料への過度の依存は、環境に深刻な影響を与え、地球温暖化、汚染、およびさまざまな健康被害を引き起こしています。これにより、消費者の間で良心が生まれ、再生可能エネルギー資源にシフトしています。二酸化炭素排出量を削減するために、太陽光発電は最も採用されている再生可能電力技術です。
ソーラーPV:技術リーダー
ソーラーテクノロジーの比較
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テクノロジー |
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作業原則 |
太陽光を吸収することにより、太陽光発電効果を通る光を使用し、電子を破壊して電流を生成します。 |
太陽の放射線を使用して、液体物質を加熱し、それが熱エンジンと発電機をさらに駆動する |
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タイプ |
モノシ、薄膜、マルチシ、その他 |
放物線トラフ、パワータワー、線形フレネル |
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資本コスト |
USD 825/kW -USD 2,825/kW |
USD 6,000/kW -USD 9,090/kW |
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効率 |
15%-20% |
7%-25% |
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アプリケーション |
ソーラーファーム、遠隔地、スタンドアロンの電力、宇宙の電力、屋上ソーラー、軍事用途 |
発電、スイミングプール暖房、太陽の下床暖房、家庭用温水、HVAC、農業用、熱淡水化、産業プロセス |
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エネルギー貯蔵 |
熱エネルギーを生産または保存しません。直接発生します |
熱エネルギー貯蔵(TES)テクノロジーを使用してエネルギーを蓄え、低いまたは日光の間に貯蔵されたエネルギーを使用することができます |
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レベル付きエネルギーコスト(LCOE) - 補助なし |
USD 29/MWH - USD 227/MWH |
USD 126/MWH - USD 156/MWH |
出典:Irena、Lazard(2020)、Nrel
近年、PVは土地の代わりに水に設置されています。このインストール手法は、フローティングPVと呼ばれます。フローティングPVシステムは、水中に固定システムを備えたフローティングプラットフォームに固定されています。浮遊PVは、他のPVマウントよりも資本集約的ですが、特に土地希少性のある国では、太陽の設置のための土地スペースを節約するなどの利点が追加されています。さらに、浮遊PVは、水域からの水の蒸発を減らし、水質を改善し、市販の水域にとって非常に有益であることが証明されます。
2021年7月、National Thermal Power Corporation Limited(NTPC)は、最大のインドの浮遊太陽光発電所であるAndhra PradeshのSimhadriに25 MWの浮遊PV発電所を委託しました。このプラントは、毎年7,000戸の住宅に電力を供給し、46,000トンのCO2E(CO2相当)を削減すると予想されています。
フローティングPVは、PVセグメントの技術開発を推進します太陽光発電市場、太陽光発電の採用を促進します。
燃料太陽光発電のダイナミクスへのソーラーウェーハサイズの増加
近年開発されたソーラーウェーファーのサイズの増加により、電圧機能を高めることなく太陽光モジュールの出力が大幅に増加し、資本コストの維持に役立ちました。ウェーハサイズの増加は、PV太陽光発電コストを指数関数的に削減するのに役立ちました。 MO(156 mm×156 mmの辺の長さ)から2019年後半までのM6(166 mm×166 mmの辺の長さ)にウェーハサイズが増加した後、新しいG12サイズ(210 mm×210 mmの辺の長さ)が導入されました。さらに、M10サイズ(182 mm×182 mmの辺の長さ)も導入されました。
さまざまな研究センターや製造会社によるウェーハサイズのこれらの一貫した改善は、将来、非常に費用対効果の高い太陽光発電システムへの道を開くと予想されています。
太陽電池の技術の改善が太陽電力の使用を強化する
PERC(Passivated Emitter Rare Contact)太陽電池は、生産機器と堅牢なサプライチェーンの運用コストと資本コストが低いため、製造業者によって太陽電池技術に最も選択されています。 PERCセルの効率が高く、その利点とともに、これらのセルは世界的に好まれています。パッシブ化された接触細胞またはトップコン細胞は、その高効率のために急速にペースを獲得しています。
2020年、オックスフォードPVは、29.52%の効率を持つ新しいタイプの太陽電池C-Si/Perovskiteタンデムセルを実証し、有望な新しい技術となっています。さらに、2021年6月、中国の太陽電池メーカーであるJinkosolarは、市販のN型単結晶トップコン細胞の効率の25.25%の達成を発表しました。 2021年6月に中国のLongiおよびHuasun企業が発表したように、市販のサイズのヘテロ接合技術(HJT)の太陽電池はほぼ25.3%の効率を占めています。
太陽電池のこのような技術的進歩は、近い将来に太陽光発電の前向きな見通しを推進することは間違いありません。
産業景観
この市場の主要なプレーヤーには、Canadian Solar Inc.、Trina Solar、First Solar、Waaree Group、Abengoa、Brightsource Energy、Inc.、Tata Power Solar Systems Ltd.、Yingli Solar、Esolar Inc.、Sunpower Corporation、Acciona Energia S.A.、Urja Globals Ltd.パワー、およびビバアンソーラー、いくつかの名前を付けます。
Canadian Solar Inc.、First Solar、およびTrina Solarは、この市場の市場リーダーの一部です。これらの企業は、新しいエリアへの設置を増やし、既存の能力を向上させることにより、生産能力を強化しています。
メーカーによる2020年のグローバルソーラーモジュール生産:
2021年9月、Canadian Solar Inc.は、SlateおよびMustang Solar PV Plus米国のバッテリー貯蔵プロジェクトとの長期運用および保守契約を発表しました。TrinaSolarは、ソーラーモジュールの研究開発への投資で知られており、業界の最前線に留まります。
2021年9月、Trina Solarは、一連の頂点モジュールの試験結果を発表しました。これは、非常に低い温度の-40℃で並外れた機械的特性を示しています。 2021年8月、First Solarは、米国オハイオ州に新しい製造施設を発表しました。これにより、PVモジュールの生産機能が増加します。
2021年8月、TATA Powerの子会社であるTP Sauryaは、Rewa Ultra Mega Solar Limitedにより、インドのマディヤプラデシュ州のNeemuch Solar Parkに330 MWソーラープロジェクトを開発および運営するための手紙を受け取りました。
太陽の産業景観は飛躍的に成長しており、多くのスタートアップは、増え続ける世界的な太陽のタイプの電力需要に対応するために準備されています。 Rateetter、Raptor Maps、Sistine Solar、Wepower、Mysun、Zunroof、Oorjan、尿エネルギーなどのスタートアップは、ペースで速く成長しており、世界的なエネルギー環境を変えています。
Covid-19パンデミック中の太陽電力の成長
2020年、太陽光発電は、すべての再生可能エネルギープロジェクトの中で最も高い純容量の追加になりました。このタイプの電力の138 GWの生成能力は2020年に追加され、そのうち120 GWは太陽PVプロジェクトに起因していました。 Solar Energy Industries Association(SEIA)によると、この容量の追加は、コビッド前の予測よりも37%低くなっています。
テクノロジーによる2020年の再生可能発電容量の追加:
出典:International Energy Agency(2021)
SolarPower Europeによると、太陽光発電容量の追加は、2019年から前年比でほぼ18%増加しています。中国は、48 GWの太陽光発電設備の前年比で大幅に成長しました。米国はまた、19 GWのソーラープロジェクトを設置することにより、太陽光発電設備で非常にうまく機能しました。しかし、インドはパンデミックのために悪影響を受け、政府の資金は再割り当てされ、プロジェクトが遅れました。
2020年に太陽能力が最も高い国
出典:Irena(2021)
世界有数の財務勧告および資産管理会社の1つであるLazardによると、2020年に太陽光発電のコスト競争力が増加し、特に石炭、ガス、核燃料価格の上昇を受けて、より高い採用をもたらしました。 2020年の太陽光発電の恒星の成長にもかかわらず、2021年上半期には、Covid-19によって引き起こされたサプライチェーンの破壊によるシリコン価格の上昇により、ウェーハ、セル、およびモジュールメーカーの価格が上昇しました。アルミニウムコストの上昇により、太陽光発電のカプセル化コストがさらに増加しました。しかし、Global Solar Councilによると、2021年はソーラーセクターの大成長を目撃すると予想されています。
主要な政府エネルギーの目標と政策
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国 |
ターゲットとポリシー |
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中国 |
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米国 |
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ベトナム |
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日本 |
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ドイツ |
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スペイン |
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メキシコ |
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南アフリカ |
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アラブ首長国連邦 |
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エジプト |
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イスラエル |
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さらに、炭素排出量を削減するための政府の環境良心の増加と熟練した規制の義務は、再生可能エネルギーへの移行を促進すると推定されています。このタイプの電力技術の費用対効果と技術の進歩による効率の高まりは、太陽光発電のための政府のイニシアチブを推進し、市場規模を指数関数的に強化することが期待されています。