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一项新的研究表明，与太阳能行业普遍认为的相反，新型太阳能电池和面板不一定需要持续25至30年才能在当今市场中具有经济可行性。
相反，初始寿命仅为10年的太阳能电池板有时具有经济意义，即使对于电网规模的安装 - 因此可能为有希望的新太阳能光伏技术打开大门，这些技术被认为是不够耐用的广泛使用。
新的研究结果在Joule杂志的一篇论文中有所描述，Joel Jean是麻省理工学院前博士后和创业公司Swift Solar的首席执行官。Vladimir Bulovic，电气工程和计算机科学教授，MIT.nano主任; 和科罗拉多州可再生能源实验室(NREL)的Michael Woodhouse。
“当你与太阳能领域的人交谈时，他们说任何新的太阳能电池板都要持续25年，”让说。“如果有人想出一种具有10年寿命的新技术，那么没有人会去看它。这被认为是该领域的常识，而且它有点瘫痪。”
Jean补充道，“这是一个巨大的障碍，因为你不能证明一年或两年，甚至10年的25年寿命。” 他说，这一假设使许多有前景的新技术停滞不前，因为传统的晶体硅技术绝大多数占据了商业太阳能市场的主导地位。但是，研究人员发现，并非必须如此。
“我们必须记住，最终人们关心的不是面板的成本;而是平衡的电力成本，”他说。换句话说，它是系统使用寿命内每千瓦时的实际成本，包括面板，逆变器，货架，布线，土地，安装人工，许可，电网互连和其他系统组件的成本，以及正在进行的维护费用。
今天太阳能行业的经济学看起来与过去不同的部分原因是，面板(也称为模块)的成本到目前为止已经暴跌，现在，“系统平衡”成本 - 即一切除了面板本身 - 超过面板的面板。这意味着，只要较新的太阳能电池板在电气和物理上与货架和电气系统兼容，在重新使用系统的其余部分时，在更新的，更好的电池板可用时更换电池板具有经济意义。
“大多数技术都在面板中，但大部分成本都在系统中，”Jean说。如果您更早更换面板并将其他所有内容保持不变，那么您可以更好地更换它们，而不是拥有一个安装它的系统然后在30年后更换所有内容的系统面板，“世界各地正在探索各种更高效，成本更低的技术。
他说，团队在他们的分析中发现，“有一些关于融资的警告，理论上你可以获得有竞争力的成本，因为你的新面板正在变得更好，寿命短至15年甚至10年“。
虽然太阳能电池的成本逐年下降，但Bulovic说，“人们期望任何一种新的太阳能电池板技术能够显示出25年的使用寿命仍然是一个重言式。在这项研究中，我们表明太阳能电池是太阳能电池。面板变得更便宜，效率更高，成本平衡显着变化。“
他说，新论文的一个目的是提醒研究人员，即使相对较短的时间，他们的新太阳能发明也可以具有成本效益，因此可以比预期更快地采用和部署。他说，与此同时，投资者应该知道，他们可以通过选择有效的太阳能技术来获取更大的利润，这些技术可能不会被证明持续很长时间，因为他们知道可以用更新，更有效的面板定期更换面板。
“历史趋势表明，太阳能电池板技术年复一年地变得更加有效，而且这些改进必将在未来几年继续保持，”Bulovic说。例如，基于钙钛矿的太阳能电池，在不到十年前首次开发时，其效率仅为百分之几。但最近他们的创纪录性能超过了25%的效率，相比之下，创纪录的硅电池为27%，而今天的标准硅模块为20%，Bulovic表示。重要的是，在新型器件设计中，钙钛矿太阳能电池可以堆叠在另一个钙钛矿，硅或薄膜电池的顶部，以将最大可实现的效率限制提高到40%以上，远远高于30%的基本极限。今天的硅太阳能技术。
布洛维奇希望这项研究能够“改变被接受为全球真理的范式”。到目前为止，他说，“许多有前景的技术从来没有开始，因为酒吧设置得太高”对耐用性的需求。
对于他们的分析，该团队研究了三种不同类型的太阳能装置：典型的6千瓦住宅系统，200千瓦的商业系统，以及带有太阳能跟踪的大型100兆瓦公用事业规模系统。他们使用太阳能系统的NREL基准参数和各种关于太阳能技术开发，融资以及更换后初始面板处置的进展的假设，包括回收使用过的模块。这些模型使用四个独立工具进行验证，用于计算平准化电力成本(LCOE)，这是比较不同电力来源的经济可行性的标准指标。
在所有三种安装类型中，他们发现，根据当地条件的具体情况，10至15年后更换新模块在许多情况下可以提供经济优势，同时保持太阳能的许多环境和减少排放的好处。成本竞争力的基本要求是，任何在安装的新太阳能技术都应该从模块效率至少20%开始，成本不超过每瓦30美分，并且寿命至少为10年来，三者都有可能得到改善。
Jean指出，今天被认为是标准的太阳能技术，主要是基于硅的，但也包括碲化镉等薄膜变体，“在早期阶段并不十分稳定。他们今天持续25到30年的原因是他们已经发展了几十年。“ 他说，新的分析现在可能为一些有前途的新技术打开大门，这些技术将以足够的规模部署，以便逐步建立类似水平的经验和改进，并在不更换模块的情况下更早地对气候变化产生影响。 。
布洛维奇说：“这可能使我们能够推出可能会在葡萄藤上死亡的想法”，因为人们认为长寿是必不可少的。