研究人员发现的因素,造成光伏模块成本下降99%
加热器

太阳能光伏(PV)模块的成本急剧下降,下降了99%在过去的四十年里,经常被吹捧为一个主要的可再生能源技术的成功故事。但从来没有被完全解决了一个问题:究竟占了惊人的下降吗?吗?

关键作用在减少技术的成本


一项新的分析由麻省理工学院研究人员已经确定了什么导致了储蓄,包括最重要的政策和技术的变化。例如,他们发现,帮助全球市场增长的政府政策在降低这种技术的成本方面发挥了关键作用。

在设备层面,的主导因素是提高转换效率,或者由给定量的阳光产生的电能量。

的见解可以帮助告知未来政策和评估是否在其他技术可以实现类似的改进。的最近报告了研究结果。在《能源政策,麻省理工学院副教授杰西卡·特朗西克在一篇论文中,博士后Goksin Kavlak,和研究科学家James McNerney。

团队看了技术水平(低级)因素影响成本通过改变模块和制造过程。太阳能电池技术已经大大提高;例如,细胞已经成为更有效的将太阳光转化为电能。

这样的因素,Trancik解释说,落在一个类别的底层机制处理物理产品本身。

“高级”成本的影响机制


该小组还估计成本的影响“高层”机制,包括在实践中学习,研究和发展,和规模经济。

实例包括改进的生产工艺减少了生产的缺陷细胞的数量,从而提高了产量,规模大得多的工厂带来了显著的规模经济。

这项研究中,覆盖了1980年至2012年(在哪个模块成本下降了97%),发现有6个低水平的因素分别占总成本下降的10%以上,其中四个因素分别至少占15%。

结果指出“拥有许多不同的“旋钮”的重要性,使成本稳步下降,特朗西克说。不同的机会越多,减少成本,他们很快就会筋疲力尽的可能性越小。

随着时间的推移,因素的重要性发生了变化。


这些因素的相对重要性随时间而变化,研究显示。早些年,研究和开发是高层机制占主导地位的降低成本,通过对设备本身和制造方法的改进。

在过去的十年中,然而,成本持续下降的最大单一高层因素就是规模经济,随着太阳能电池和模块制造工厂变得越来越大。

”这就提出了一个问题:哪些因素可以帮助成本持续下降,”特朗西克说。”这些植物的大小有什么限制?””

在政府政策方面,特朗西克说,政策刺激市场增长约占60%的总成本下降,所以“扮演了一个重要的部分在减少成本”。

政策刺激市场增长全球包括可再生能源配额制等措施,上网电价,以及各种补贴。各国政府资助的研究和开发占其他40%,尽管公共研发在早些年发挥了更大作用,她说。

驾驶技术改进


这是很重要的信息,她补充说:因为“很长一段时间已经有讨论这些政策的工作——他们是否真的驾驶技术改进吗?现在,我们不仅能回答这个问题,我们可以说多少”。

这一发现,它基于对设备级机制的建模,而不是纯粹的相关分析,提供强有力的证据,证明在技术创新和减少排放的政策之间可以形成一个“良性循环”,特朗西克说。

随着排放政策的实施,低碳技术市场增长,技术改进,和未来减排的成本可以下降。”这个分析帮助我们理解为什么这一切发生的时候,以及反馈有多强。””

Trancik和她的同事们计划类似的方法应用于分析其他技术,比如核能,以及太阳能装置的其他部分——所谓的系统平衡,包括安装结构和电源控制器所需的太阳能模块——这并不包括在这项研究。

”我们开发的方法可以作为评估不同技术成本的工具,回顾性和前瞻性,”卡夫拉克说。

“打开技术创新的黑匣子”


”这开辟了一个不同的造型技术变革的方式,从设备层面的政策措施,中间的一切,”特朗西克说。”我们正在打开技术创新的黑匣子,”她补充说。

”展望未来,我们可以提高我们的直觉,知道通常哪些因素使技术快速改进。这个工具在太阳能光伏方面的应用仅仅是我们能够做的工作的开始,”麦克尼尼说。

虽然研究的重点是过去的表现,它确定的因素表明它看起来像有机会进行进一步的成本改进这项技术”。

这些发现还表明,研究人员应该继续研究晶体硅的替代技术,这是今天太阳能光伏技术的主要形式,但许多其它品种正在积极探索,可能具有更高的效率或更低的材料成本。

该研究还强调了在提高制造系统的效率方面继续取得进展的重要性,其在降低成本方面的作用非常重要。”在这个方向上可能会有更多的收获,”特朗西克说。

格雷戈里·内梅特,教授在美国威斯康星大学麦迪逊分校的公共事务,他并没有参与这项研究,说:“这项工作是非常重要的,它识别,对太阳能的需求的增长在过去的15年里是最重要的驱动程序的惊人的成本降低。

”日本的政策,德国西班牙,加州,中国推动了市场的增长,为自动化创造了机会,规模,和通过实践来学习”。”

奈米特补充说:“他们的模型是简单的和一般,这可能有用的其他技术设计政策,需要应对气候变化和其他能源相关问题。””

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太阳能光伏(PV)模块的成本急剧下降,下降了99%在过去的四十年里,经常被吹捧为一个主要的可再生能源技术的成功故事。但有一个问题从未被完全解决:到底是什么原因导致了这种惊人的……