Zwitsers zetten rendement flexibele zonnecellen op 20,4 procent
Onderzoekers van de Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, ook wel Empa genoemd, zijn erin geslaagd om flexibele zonnecellen met een rendement van 20,4 procent te ontwikkelen. Dit is het hoogste rendement tot nu toe voor een dergelijk type zonnecel.
De Empa-onderzoekers hebben voor de ontwikkeling van de efficiënte zonnecellen gebruikgemaakt van een dunne filmlaag van koper-indium-gallium-selenide, kortweg CIGS, en een plastic substraat. Het rendement van 20,4 procent houdt volgens Phys.org een nieuw record in voor een dergelijk type zonnecel en is een forse verbetering van Empa's vorige recordefficiëntie van 18,7 procent, die in mei 2011 behaald werd.
Het is voor het eerst dat een flexibele zonnecel op basis van CIGS de variant met een glazen substraat in efficiëntie overtreft. De hoogst behaalde energieconversie voor dat laatste type bedraagt 20,3 procent. Ook komt het rendement overeen met zonnecellen op basis van polykristallijn silicium.
Flexibele zonnecellen zijn beduidend lichter en breder inzetbaar dan de rigide, glazen varianten en zijn potentieel goedkoper te produceren dan zonnecellen met een glazen substraat, omdat gebruikgemaakt kan worden van de zogeheten roll-to-roll-productiemethode. Empa werkt nu met de start-up Flisom samen om de productie van de flexibele CGIS-zonnecellen te commercialiseren.
Reacties (30)
Fantastisch! Ik hoop dat dit snel goedkoop geproduceerd kan worden, dan mogen mijn dakpannen meteen vervangen worden door PV pannen 
Met flexibele panelen kun je het zo gek niet bedenken of je kunt het wel ergens op 'plakken'.
Als je dit spul op 'rol' kunt krijgen, dan zijn de mogelijkheden echt eindeloos!
Met flexibele panelen kun je het zo gek niet bedenken of je kunt het wel ergens op 'plakken'.
Als je dit spul op 'rol' kunt krijgen, dan zijn de mogelijkheden echt eindeloos!
[Reactie gewijzigd door Fairy op vrijdag 18 januari 2013 11:47]
Alleen zijn deze specifieke recordbrekende zonnecellen juist overall niet goedkoop want als men gallium en indium gaat gebruiken stijgt de prijs voor een cell explosief omdat dat beide dure grondstoffen zijn.en zijn potentieel goedkoper te produceren dan zonnecellen met een glazen substraat
Je kunt met GalliumArsenide inmiddels al panelen met 35% efficiente (niet flexibele) zonnecellen produceren. Die worden vanwege de absurd hoge prijs echter vrijwel alleen in de ruimtevaart toegepast. Consumenten gebruiken silicium cellen die maar half zo efficient zijn op hun daken.
Het is uiteindelijk vooral relevant wat flexibele cellen kunnen opleveren die gemaakt worden met relatief goedkope grondstoffen.
[Reactie gewijzigd door hAl op vrijdag 18 januari 2013 11:51]
Het zijn niet de grondstoffen (want daar zitten maar kleine hoeveelheden van in het materiaal), maar de productiemethoden die de prijs opdrijven. De reden dat germanium en GaAs cellen zo duur zijn, is omdat de productiemethode incompatibel is met silicium productiemethoden - en laat nou bijna alle halfgeleidermachines in de wereld geënt zijn op silicium.
Het is wel waar dat ondanks dat de grondstoffen wellicht niet superduur zijn in vergelijking met de benodigde productiemethoden, maar Ga en In zijn zeker wél duurder (zeker op de langere termijn) dan organische en organometallische grondstoffen die ook in flexibele, roll-to-roll zonnepanelen kunnen worden gebruikt. Het nadeel daarvan is echter dat ondanks de lage prijs het rendement weer véél lager is, laatst stond nog een nieuwsbericht op tweakers dat het huidige record in de buurt van 10% staat. Twee keer zo laag als meer traditionele halfgeleiders zoals CIGS.
In de toekomst zullen we - uitgezonderd grote doorbraken in organische thin film zonnepanelen - waarschijnlijk een duidelijke keuze krijgen: ofwel heel goedkoop maar inefficiënt, of duur en efficiënt. Overal waar je meer dan genoeg ruimte hebt zullen organische zonnepanelen worden gebruikt, op plekken waar je zoveel mogelijk energie uit zo weinig mogelijk ruimte wil trekken komen het soort zonnecellen uit dit artikel.
Het is wel waar dat ondanks dat de grondstoffen wellicht niet superduur zijn in vergelijking met de benodigde productiemethoden, maar Ga en In zijn zeker wél duurder (zeker op de langere termijn) dan organische en organometallische grondstoffen die ook in flexibele, roll-to-roll zonnepanelen kunnen worden gebruikt. Het nadeel daarvan is echter dat ondanks de lage prijs het rendement weer véél lager is, laatst stond nog een nieuwsbericht op tweakers dat het huidige record in de buurt van 10% staat. Twee keer zo laag als meer traditionele halfgeleiders zoals CIGS.
In de toekomst zullen we - uitgezonderd grote doorbraken in organische thin film zonnepanelen - waarschijnlijk een duidelijke keuze krijgen: ofwel heel goedkoop maar inefficiënt, of duur en efficiënt. Overal waar je meer dan genoeg ruimte hebt zullen organische zonnepanelen worden gebruikt, op plekken waar je zoveel mogelijk energie uit zo weinig mogelijk ruimte wil trekken komen het soort zonnecellen uit dit artikel.
Gallium en Indium kosten meer dan zilver.
In duudrzame oplossingen zullen zonnepanelen vrijwel altijd vele jaren worden gebruikt en dan zal duur en efficient vrijwel altijd beter zijn dan goedkoop maar inefficient.In de toekomst zullen we - uitgezonderd grote doorbraken in organische thin film zonnepanelen - waarschijnlijk een duidelijke keuze krijgen: ofwel heel goedkoop maar inefficiënt, of duur en efficiënt.
Mooie ontwikkeling! Het rendement van de cellen zijn hoger maar ook het breder gebruik maakt het interessanter voor deze oplossing te gaan dan de 'traditionele' (glazen) panelen.
Misschien over een aantal jaar interessant om aan te schaffen. Ben benieuwd wat zoiets moet gaan kosten!
Misschien over een aantal jaar interessant om aan te schaffen. Ben benieuwd wat zoiets moet gaan kosten!
kijk, dat is nu eens mooi om te horen, op deze manier kan europa dus goedkoper aanbieden.
Innovatie betaald (als er productie gestart wordt) uit
Wachten is alleen tot ze dit in China ook gaan beheersen en wederom lagere prijzen komen waar de europese fabrikanten weer op tegen zijn...
Innovatie betaald (als er productie gestart wordt) uit
Wachten is alleen tot ze dit in China ook gaan beheersen en wederom lagere prijzen komen waar de europese fabrikanten weer op tegen zijn...
Verwar recordefficiënties niet met wat commercieel haalbaar is. Het record zit volgens Wiki momenteel op 44%, veel hoger dan wat je nu op het dak kan leggen. Uiteindelijk draait het om de prijs: het rendement van panelen die je koopt is nauwelijks te vinden, het gaat om euro's en kWh per jaar.
Pas als je een klein dak hebt, wordt het belangrijk om meer uit de beschikbare ruimte te halen.
Een ander punt:
Zo'n gebogen paneel ziet er leuk uit voor de foto, maar vereist een totaal andere aansluiting. Elke afzonderlijke cel zal een andere invalshoek hebben, en daarmee een andere opbrengst. Dat hakt gruwelijk hard in de totale opbrengst, net zoals 1 hoekje schaduw op 1 paneel ook een onevenredig groot effect heeft op de totale opbrengst.
Als het gevolg hiervan is dat je duizenden cellen afzonderlijk op microinverters aan moet sluiten neemt het voordeel van flexibele panelen hard af.
Pas als je een klein dak hebt, wordt het belangrijk om meer uit de beschikbare ruimte te halen.
Een ander punt:
Zo'n gebogen paneel ziet er leuk uit voor de foto, maar vereist een totaal andere aansluiting. Elke afzonderlijke cel zal een andere invalshoek hebben, en daarmee een andere opbrengst. Dat hakt gruwelijk hard in de totale opbrengst, net zoals 1 hoekje schaduw op 1 paneel ook een onevenredig groot effect heeft op de totale opbrengst.
Als het gevolg hiervan is dat je duizenden cellen afzonderlijk op microinverters aan moet sluiten neemt het voordeel van flexibele panelen hard af.
Het is net hoe je het bekijkt. Door gebruik van flexibele zonnepanelen kun je ze ook in hoeken buigen die ervoor zorgt dat wanneer de zon in een andere hoek valt er toch opbrengst is. Wat dacht je van zonnepanelen die meebuigen met de zon.
Verder zie ik voordelen in gewicht, transport, flexibiliteit (bv bij een evenement even een rol zonnepanelen uitrollen)
Ook je punt dat je duizendencellen afzonderelijk op micoinverters moet aansluiten is weerlegbaar. Een electrische deken is toch ook overal warm. Gewoon gebruik maken van bekabeling in de cel zelf die meebuigt.
Verder zie ik voordelen in gewicht, transport, flexibiliteit (bv bij een evenement even een rol zonnepanelen uitrollen)
Ook je punt dat je duizendencellen afzonderelijk op micoinverters moet aansluiten is weerlegbaar. Een electrische deken is toch ook overal warm. Gewoon gebruik maken van bekabeling in de cel zelf die meebuigt.
Het probleem is niet vergelijkbaar met een elektrische deken. Ook is de bekabeling in de cellen zelf het probleem niet.
PV-cellen zijn seriegeschakeld (in strings). Een afname aan opbrengst in 1 van de panelen zorgt voor een afname in de hele string doordat de stroomsterkte daalt. Als je panelen rondom een paal zou buigen, blijft er vrijwel niets over aan opbrengst.
PV-cellen zijn seriegeschakeld (in strings). Een afname aan opbrengst in 1 van de panelen zorgt voor een afname in de hele string doordat de stroomsterkte daalt. Als je panelen rondom een paal zou buigen, blijft er vrijwel niets over aan opbrengst.
Vele microinverters heb je niet nodig. Door gebruik van een afwijkend materiaal kan het zijn dat de interne weerstand misschien helemaal niet gaat afwijken als er geen zon op valt. Daarnaast kun je er voor kiezen om bepaalde delen paralel aan te sluiten en delen serieel, dat kan het probleem grotendeels opvangen.
China maakt door subsidies de markt kapot met als doel alleen maar chineese fabrikanten om dan de prijs weer omhoog te gooien. Dat ze tegen dit soort praktijken iets doen lijkt me logisch.
De technologie is er gewoon voor iedereen, als de Chinezen over een paar jaar de prijzen omhoog proberen te doen, gaat iedereen weer in Europa/VS produceren. Het is niet alsof de Chinezen het recht krijgen om voor eeuwig als enige panelen te bakken.
Bovendien, wat is erger: subsidie om panelen te maken, of subsidie om ze te kopen?
Bovendien, wat is erger: subsidie om panelen te maken, of subsidie om ze te kopen?
[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op vrijdag 18 januari 2013 15:06]
Persoonlijk ben ik meer benieuwd naar het rendement in mijn portemonnee wanneer ik deze (of andere) panelen ga gebruiken. Hoe zit het momenteel met de subsidie? De levensduur? De werkelijke besparing op je energierekening? Kun je ze in 5 jaar terugverdienen of ben je na 5 jaar geen stap verder?
Het grote voordeel van zonnepanelen op je dak in Nederland is dat je mag salderen, oftewel je bespaart niet alleen je normale leveringstarief van ~7 cent maar ook de inmiddels >200% energiebelasting+BTW, en dan wordt het financieel wel interessant. Tenminste, zolang de energiebelasting zo hoog blijft als nu.
"Terugverdientijd" is een heel lastig/subjectief verhaal, omdat je dan aannames moet doen voor de toekomstige stroomprijzen, en toekomstige belastingen. Tenzij je een kristallen bol hebt, is dat bijzonder tricky. Je kan het beter zien als het vastleggen van je stroom prijs op X ¤ct/kWh voor de komende 25-30 jaar. Dan kan je zelf bedenken of je verwacht hoe hard de prijzen dalen/stijgen de komende tijd.
"Terugverdientijd" is een heel lastig/subjectief verhaal, omdat je dan aannames moet doen voor de toekomstige stroomprijzen, en toekomstige belastingen. Tenzij je een kristallen bol hebt, is dat bijzonder tricky. Je kan het beter zien als het vastleggen van je stroom prijs op X ¤ct/kWh voor de komende 25-30 jaar. Dan kan je zelf bedenken of je verwacht hoe hard de prijzen dalen/stijgen de komende tijd.
[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op vrijdag 18 januari 2013 14:42]
als je subsidie op je panelen hebt gekregen (maximaal ongeveer 600 euro) dan heb je je investering er in ongeveer 8 tot 9 jaar uit en daarna is het 'winst'. gisteren, of was het eergisteren? hebben wij hier enkele kilowattjes nog opgehaald, midden in de winter.. zelfs met dit bewolkte weer halen we nog *even kijken* 500 W/h.
Heb even nagekeken, Maandag hebben we 4 KW gegenereerd, en Woensdag zelfs nog 5,5KW op een dag, en dat is in de winter.
Ontopic:
Elke innovatie op dit gebied is natuurlijk zeer welkom. Buigbare panelen zouden op veel meer plaatsen kunnen worden aangebracht, veel meer toepassingen, en natuurlijk vormen! (panelen op een halve cilinder plaatsen om de hele dag op te wekken enz. zonder elektronica om te draaien). Nu is het nog wachten op een goede manier om al deze opgewerkte elektriciteit op te slaan voor nacht gebruik, in Duitsland beginnen ze onderhand al problemen te krijgen, teveel zonne-energie tijdens de dag (dat centrales merkbaar minder nodig zijn) en 's nachts moeten de centrales weer volop draaien om de klap op te vangen.
Tijd voor een goede manier van opslag, ik meen me te herinneren dat er al goed werkende opzetten waren met zout om elektriciteit in op te slaan. nu nog voor thuis gebruik bij je panelen. Maar ja de overheid word hier ook niet blij van > lopen inkomen mis. In België als ik mij niet vergis betaal je al een toeslag voor het hebben van solar/wind enz. bezopen, doe je iets om minder afhankelijk te zijn/kosten te besparen, moet je DAAR weer voor betalen omdat ze anders hun geld niet zien..
@hydex en @kwibus: dat is inderdaad een goede manier om het op te slaan, feitelijk beide in zwaartekracht opgeslagen.
Heb even nagekeken, Maandag hebben we 4 KW gegenereerd, en Woensdag zelfs nog 5,5KW op een dag, en dat is in de winter.
Ontopic:
Elke innovatie op dit gebied is natuurlijk zeer welkom. Buigbare panelen zouden op veel meer plaatsen kunnen worden aangebracht, veel meer toepassingen, en natuurlijk vormen! (panelen op een halve cilinder plaatsen om de hele dag op te wekken enz. zonder elektronica om te draaien). Nu is het nog wachten op een goede manier om al deze opgewerkte elektriciteit op te slaan voor nacht gebruik, in Duitsland beginnen ze onderhand al problemen te krijgen, teveel zonne-energie tijdens de dag (dat centrales merkbaar minder nodig zijn) en 's nachts moeten de centrales weer volop draaien om de klap op te vangen.
Tijd voor een goede manier van opslag, ik meen me te herinneren dat er al goed werkende opzetten waren met zout om elektriciteit in op te slaan. nu nog voor thuis gebruik bij je panelen. Maar ja de overheid word hier ook niet blij van > lopen inkomen mis. In België als ik mij niet vergis betaal je al een toeslag voor het hebben van solar/wind enz. bezopen, doe je iets om minder afhankelijk te zijn/kosten te besparen, moet je DAAR weer voor betalen omdat ze anders hun geld niet zien..
@hydex en @kwibus: dat is inderdaad een goede manier om het op te slaan, feitelijk beide in zwaartekracht opgeslagen.
[Reactie gewijzigd door GhostShinigami op vrijdag 18 januari 2013 14:37]
De opslag kan ook doormiddel van een energie-eiland aan te leggen voor de kust. Belgie is hier meebezig
Helemaal nieuw is dit idee niet. Dit gebeurt al sinds jaar en dag in Frankrijk met het overschot energie uit kerncentrales. Een kerncentrale uitschakelen kan wel, maar is omslachtig. Daarom wordt het overschot energie gebruikt om water naar hoger gelegen gebieden (stuwmeer) te pompen waar het later dan weer gebruikt wordt om waterkrachtcentrales aan te drijven.
Dit wordt overigens in de volksmond 'groene energie' genoemd...
Dit wordt overigens in de volksmond 'groene energie' genoemd...
Als werktuigbouwkundige heb ik het proces gezien dat mijn medestudent hebben doorlopen gedurende de Shell Eco Marathon. het nadeel voor de solar auto was toen volgens mij de kwaliteit van de flexibelen zonnecellen en hun opbrengst. waardoor gekozen werd voor de 'normale' polykristallijn silicium zonnecellen waarvoor een frame en glas/plastic plaat voor nodig was.
Dus leuk om te zien dat men hier zulke voortgang in boekt.
Nu komt volledige integratie met het 'dak' dichter bij denk ik, aangezien de verschillen tussen polykristallijn silicium en flexibele zonnecellen vooral in het rendement lag.
Hierdoor kan en zal er denk ik sneller gekozen worden voor dit type zonnecellen bij integratie in bijvoorbeeld daken en losse apparatuur.
Het geen dat ik me dan wel afvraag is hoe dit, zodra de productie voor de commerciele markt is opgezet, zich kosten gewijs gaat verhouden met oude celle/panelen.
In het artikel staat dat het mogelijk goedkoper is, echter denk ik dat we dat pas gaan merken als er op concurerende schaal kan worden geproduceerd.
Dus leuk om te zien dat men hier zulke voortgang in boekt.
Nu komt volledige integratie met het 'dak' dichter bij denk ik, aangezien de verschillen tussen polykristallijn silicium en flexibele zonnecellen vooral in het rendement lag.
Hierdoor kan en zal er denk ik sneller gekozen worden voor dit type zonnecellen bij integratie in bijvoorbeeld daken en losse apparatuur.
Het geen dat ik me dan wel afvraag is hoe dit, zodra de productie voor de commerciele markt is opgezet, zich kosten gewijs gaat verhouden met oude celle/panelen.
In het artikel staat dat het mogelijk goedkoper is, echter denk ik dat we dat pas gaan merken als er op concurerende schaal kan worden geproduceerd.
Die dingen in dakpannen verwerken, dan kun je het hele dak vol leggen en zonder van die lelijke bakken op je dak.
Je kan toch ook je hele dak vlak maken en zonnecellen er op?
Naar mijn mening ligt de grote potentie voor deze cellen niet in 'vaste' installaties zoals geïntegreerd in gebouwen ed, maar eerder in mobiele installaties zoals op auto's, trucks, trailers, boten etc. vanwege de mogelijkheid om makkelijker vorm te geven en mogelijk ook een lager gewicht te hebben.
Waar met deze thin-film technologie het grootste voordeel te halen valt is niet zozeer het feit dat de panelen flexibel zijn, maar dat doordat ze flexibel zijn het productie proces veel goedkoper kan.
Er is geen frame meer nodig en geen "zware" glasplaat.
Een panneel zal gaan bestaan uit een plaat kunststof met een connectie box en twee aluminum bevestigingsstrips.
Individuele dakpannen van het huidige formaat gaan voorzien van solar modules is misschien wel mooi, maar erg onpraktisch. Ten eerste zit je met gebogen vormen waardoor de invalshoek steeds anders is en er komt per dakpan een zooi kabels op het dak te leggen waar je U tegen zegt.
Ik denk dat de dak constructie anders moet. Dus de traditionele dakpan weg en vervangen door een isolatie plaat van 1x1m bij 5cm dik welke door hun vormgeving een vlak en waterdicht geheel vormen. Een beetje net als de noppen ondergrond voor vloerverwarming, maar dan op het dak. Vervolgens leg je hier stroken of matten van een wisselend formaat overheen, bijv. 0,5m x 0,5m, 1m x 1m, 1m x 2m, 1m x 3m of 1m x 5m overheen gaan en verlijmt of geklemd wordt zodat het hele dak binnen een paar minuten nagenoeg 100% dekkend is te maken met solar. Per x Wp paneel oppervlak sluit je een micro-invertor aan die in een uitsparing in de isolatie plaat past en welke vervolgens allemaal aan elkaar en ergens via een doorvoer naar binnen en direct op de groepenkast worden aangesloten.
Op deze manier is A een dak heel snel dicht te maken, B goed geisoleerd, C er wordt een maximale dekking in PV gerealiseerd en D ziet het er mooier uit dan een gangbaar pannen dak waarop PV panelen worden bevestigd.
Er is geen frame meer nodig en geen "zware" glasplaat.
Een panneel zal gaan bestaan uit een plaat kunststof met een connectie box en twee aluminum bevestigingsstrips.
Individuele dakpannen van het huidige formaat gaan voorzien van solar modules is misschien wel mooi, maar erg onpraktisch. Ten eerste zit je met gebogen vormen waardoor de invalshoek steeds anders is en er komt per dakpan een zooi kabels op het dak te leggen waar je U tegen zegt.
Ik denk dat de dak constructie anders moet. Dus de traditionele dakpan weg en vervangen door een isolatie plaat van 1x1m bij 5cm dik welke door hun vormgeving een vlak en waterdicht geheel vormen. Een beetje net als de noppen ondergrond voor vloerverwarming, maar dan op het dak. Vervolgens leg je hier stroken of matten van een wisselend formaat overheen, bijv. 0,5m x 0,5m, 1m x 1m, 1m x 2m, 1m x 3m of 1m x 5m overheen gaan en verlijmt of geklemd wordt zodat het hele dak binnen een paar minuten nagenoeg 100% dekkend is te maken met solar. Per x Wp paneel oppervlak sluit je een micro-invertor aan die in een uitsparing in de isolatie plaat past en welke vervolgens allemaal aan elkaar en ergens via een doorvoer naar binnen en direct op de groepenkast worden aangesloten.
Op deze manier is A een dak heel snel dicht te maken, B goed geisoleerd, C er wordt een maximale dekking in PV gerealiseerd en D ziet het er mooier uit dan een gangbaar pannen dak waarop PV panelen worden bevestigd.
Mooi. Als dit een beetje betaalbaar wordt plak je zo je dak ermee vol.
Op dit item kan niet meer gereageerd worden.
Onderwerpen
Populair: Tablets Samsung Websites en communities Mobiele telefoons Google Sony Games Microsoft Consoles Microsoft Xbox One
© 1998 - 2013 Tweakers.net B.V. Contact Over Tweakers Jouw privacy Algemene voorwaarden Cookies
Tweakers wordt uitgegeven door De Persgroep en wordt gehost door True
