Edisi terbaru "Laporan Fotovoltaik" disusun bersama oleh Dr. Simon Philipps dari Institut Fraunhofer untuk Sistem Energi Surya dan Werner Warmuth dari Proyek PSE . Laporan tersebut mengeksplorasi rincian kunci dari industri manufaktur fotovoltaik di Jerman, Uni Eropa dan dunia ( termasuk Asia ) pada akhir tahun 2020 .
Dengan dukungan Proyek PSE , Institut Fraunhofer untuk Sistem Energi Surya telah menerbitkan "Laporan Fotovoltaik" secara teratur selama sepuluh tahun terakhir. Laporan tersebut secara khusus mencatat perkembangan pasar fotovoltaik, sel surya, efisiensi modul dan harga dalam beberapa dekade terakhir.
Studi telah menunjukkan bahwa pangsa Asia dari kapasitas produksi modul PV global dari peningkatan 82% tahun 2010 hingga tahun 2020 sebesar 92% pertumbuhan kapasitas tahunan dalam dekade ini sebanyak 7 kali. Temuan utama dari versi terbaru laporan adalah sebagai berikut.
2010-2020 , tingkat pertumbuhan tahunan gabungan dari kapasitas terpasang adalah 34%
Dalam dekade terakhir, pasar pembangkit listrik fotovoltaik global telah berkembang pesat. Dari 2010 hingga 2020 , tingkat pertumbuhan tahunan gabungan dari kapasitas terpasang fotovoltaik kumulatif, termasuk proyek off-grid, akan menjadi 34% .
Pada tahun 2020 , pabrikan Asia menyumbang 95% dari total kapasitas produksi modul fotovoltaik c-Si . China ( Daratan ) menempati posisi terdepan, dengan pangsa 67% . Eropa menyumbang 3% saham, Amerika Serikat / Kanada menyumbang 2% .
Pada tahun 2020 , pangsa Eropa dari kapasitas terpasang fotovoltaik kumulatif mencapai 22% , dan pada tahun 2019 sebesar 24% . Sebaliknya, kapasitas terpasang China menyumbang 33% .
Berfokus pada pasar Jerman, pada tahun 2020 , Jerman akan menyumbang sekitar 7,6% ( 53,6 GWp ) dari kapasitas fotovoltaik terpasang kumulatif global ( 707,5 GWp ), dengan sekitar 2 juta sistem fotovoltaik terpasang. Pada tahun 2020 , kapasitas terpasang baru Jerman akan menjadi sekitar 5 GWp ; pada tahun 2019 , akan menjadi 4 GWp . Pada tahun 2020 , fotovoltaik akan mencakup 9,2% dari total permintaan listrik Jerman , dan semua sumber daya terbarukan akan mencapai sekitar 45% .
Terobosan dalam efisiensi sel / modul surya
Efisiensi baterai laboratorium tercatat 26,7% dari silikon monokristalin dan 24,4% teknologi wafer silikon polikristalin .
Efisiensi maksimum laboratorium teknologi film tipis adalah CIGS ( copper indium gallium selenide ) sebesar 23,4% dan sel surya CdTe ( cadmium telluride ) sebesar 21,0% . Efisiensi laboratorium baterai perovskite adalah 25,5% , sebuah rekor.
Dalam sepuluh tahun terakhir, efisiensi rata-rata modul wafer silikon komersial telah meningkat dari sekitar 15% menjadi 20% . Pada saat yang sama, efisiensi modul CdTe telah meningkat dari 9% menjadi 19% .
Di laboratorium, komponen yang berkinerja terbaik adalah komponen silikon monokristalin dengan efisiensi 24,4% . Efisiensi yang memecahkan rekor tersebut menunjukkan adanya potensi untuk lebih meningkatkan efisiensi di tingkat produksi.
Di laboratorium, efisiensi saat ini sel surya multi-junction high-density setinggi 47,1% . Dengan menggunakan teknologi konsentrator, efisiensi modul telah mencapai 38,9% .
Penurunan penggunaan material, fokus pada pemulihan energi
Dalam 16 tahun terakhir, karena peningkatan efisiensi, wafer silikon yang lebih tipis, gergaji kawat berlian, dan ingot silikon yang lebih besar, konsumsi bahan sel silikon telah turun dari sekitar 16 gram /Wp menjadi sekitar 3 gram /Wp .
Lokasi geografis menentukan periode pengembalian energi dari sistem fotovoltaik. Tergantung pada teknologi instalasi dan efisiensi jaringan, sistem fotovoltaik di Eropa Utara membutuhkan waktu sekitar 1,2 tahun untuk menyeimbangkan energi input, sedangkan sistem fotovoltaik selatan dapat menyeimbangkan energi input dalam satu tahun atau kurang.
Sebuah sistem fotovoltaik di Sisilia menggunakan modul berbasis silikon dengan periode pengembalian energi sekitar satu tahun dan rentang hidup yang telah ditetapkan 20 tahun.Sistem ini dapat menghasilkan 20 kali energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan sistem ini.
Inverter
Inverter produk merek paling canggih memiliki efisiensi 98% ke atas. Pangsa pasar inverter string diharapkan menjadi 64% .
Inverter ini terutama digunakan dalam aplikasi sistem fotovoltaik komersial perumahan, kecil dan menengah di bawah 150kWp . Inverter terpusat memiliki pangsa pasar sekitar 34% dan terutama digunakan dalam sistem komersial dan utilitas skala besar.
Ada sebagian kecil (sekitar 1% ) di pasaran yang dimiliki oleh microinverter (untuk komponen). Konverter DC / DC juga disebut " pengoptimal daya " , dan pangsa pasarnya diperkirakan sebesar 5% dari seluruh pasar inverter .
Tren: Digitalisasi, catu daya ulang, fungsi baru untuk stabilisasi dan pengoptimalan jaringan listrik untuk penggunaan sendiri; penyimpanan energi; penggunaan semikonduktor inovatif ( SiC atau GaN ) yang dapat mencapai efisiensi yang sangat tinggi dan desain yang ringkas ; tegangan string DC maksimum 1500V .
Kurva harga dan pengalaman
Di Jerman, harga sistem fotovoltaik atap tipikal 10-100kWp adalah sekitar 14.000 Euro /kWp pada tahun 1990 . Hingga akhir tahun 2020 , harga sistem seperti itu hanya 1990 tahun sebesar 7,4% .
Selama periode 30 tahun, harga bersih telah kembali sekitar 92% .
Kurva pengalaman (juga dikenal sebagai kurva pembelajaran) menunjukkan bahwa dalam 40 tahun terakhir, untuk setiap dua kali lipat kapasitas produksi kumulatif modul, harga modul akan turun 26% . Pengurangan biaya adalah hasil dari skala ekonomi dan perbaikan teknologi.