Ny produktionsmetode gør solceller bæredygtige efter en dag
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Ny produktionsmetode gør solceller bæredygtige efter en dag

VE-teknologier er ofte blevet beskyldt for at bruge mere energi i produktionsfasen, end de når at producere i driftsfasen, så det dermed udligner den miljøfordel, der skulle være ved den vedvarende energi.

Men nu har professor Frederik C. Krebs og hans gruppe på Risø DTU vist, hvordan energitilbagebetalingstiden for polymersolceller kan bringes helt ned på en enkelt dag:

»Med den teknologi, vi har i dag, er vi allerede nede på 50 dage, og det kan altså blive endnu bedre. Faktisk kan vi komme ned på en enkelt dag, hvis vi bruger vedvarende energi i selve produktionen,« siger Frederik C. Krebs. Til sammenligning har solceller baseret på silicium i dag en energitilbagebetalingstid på helt op til syv år.

Lav effektivitet og kort holdbarhed

Polymersolcellers effektivitet ligger i dag på omkring 1 procent, og holdbarheden er nogle år. Frederik C. Krebs forventer, at effektiviteten over en årrække kan øges til 10 procent, og holdbarheden måske komme op på fem år. Det begrunder han med, at ydelsen er steget med en faktor 100 på ti år, og holdbarheden er steget langt mere:

»Men holdbarheden er ikke det vigtigste, når vi taler polymersolceller. For de er så billige at lave, at hvis de er nedbrudt efter fem år, så ruller vi bare nogle nye hen over de gamle. Det er slet ikke noget problem, for polymersolceller er i dag under 100 my tykke. Hvis vi vil, kan vi også pille de gamle ned først og bruge dem i produktionen af de nye, for eksempel ved genvinding eller som brændsel,« siger han.

For at kunne vise, hvorfor polymersolceller slår de fleste vedvarende energiproduktionsformer, har forskerne brugt avancerede livscyklusvurderinger. På den måde kan man undersøge, hvor de største 'energisyndere' ligger, når solceller skal produceres.

Selv for de mest modne solcelleteknologier ligger tilbagebetalingstiden på 1-2 år, og der er ikke umiddelbart udsigt til nogen væsentlig reduktion.

Men for polymersolceller ligger der altså en mulighed. For en af fordelene ved at bruge dem frem for de mere traditionelle silicium-solceller er, at man ikke behøver de høje temperaturer, der skal til for at smelte silicium, og dermed et højt energiforbrug i selve fremstillingsprocessen.

Cellerne består af en række tynde materialelag, som lægges oven på hinanden. Materialerne er hovedsageligt organiske med forskellige spor af metaller lagt ind. Det hele kan 'printes' i lange baner, så det fremstår som en tynd bøjelig film. Så betyder det mindre, at effektiviteten for polymersolceller er 10-20 gange dårligere end for silicium-solceller.

Verden skal forsynes med 1 GW ny el om dagen

I studiet fra DTU har forskerne taget udgangspunkt i et voksende energibehov på verdensplan, beskrevet af Det Internationale Energiagentur. Her er det forudsat, at der er brug for cirka 1 GW ny kapacitet om dagen frem til 2050.

Dette er ikke nemt med alternative vedvarende energiformer. For eksempel vil det være umuligt at finde så meget ny vandkraftkapacitet. Men ifølge Frederik C. Krebs kan polymersolceller faktisk løse opgaven:

»Derfor er det realistisk at bygge produktionsanlæg, drevet af el fra andre solceller, og solvarme, som er store nok til at producere så mange solceller,« siger han.

Særligt hensynet til forbruget af sjældne og kostbare materialer påpeger Frederik C. Krebs som et vigtigt argument for polymersolceller:

»Det nytter jo ikke noget, at man har en solcelleteknologi, hvis man ikke har materialerne til at bygge den. Vi kan for eksempel i dag lave en polymersolcelle med en effektivitet på 4,7 procent. Men der skal bruges metallet indium, og det er der simpelthen ikke nok af på Jorden til at kunne løse vores energibehov med solceller,« siger han og fortsætter:

»Det er også muligt at lave en meget effektiv halvledersolcelle med bl.a. galium, der har en effektivitet på omkring 50 procent, men det løser ikke noget problem, for der er alt for lidt galium til stede på kloden,« fortæller han som en anden årsag til at satse på de 'billige' organiske materialer.

Overskriften er rettet så solcellerne er bæredygtige i stedet for rentable, hvilket bedre afspejler artiklens pointe. (Red.)

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det bliver da smart hvis man kan købe en holder til taget, hvor man bare med 5 års mellemrum skifter et 'rullegardin' ud.

Fra artiklen: "Så betyder det mindre, at effektiviteten for polymersolceller er 10-20 gange dårligere end for silicium-solceller."

Men hvis effektiviteten er 10-20 gange mindre end for de krystalinske celler, så er det sgu også noget af et rullegardin der skal op.

Et 4 kW anlæg i dag fylder ca. 30 m, så efter den optimistiske forventning fylder et tilsvarende polymeranlæg 300 kvm...

  • 0
  • 0

Er der taget hensyn til energiforbruget ved fremstilling af selve polymer-materialet, herunder granuleringen og støbningen?

Det ser nærmest ud til, at analysen starter ved master roll.

  • 0
  • 0

I artiklen står der

»Med den teknologi, vi har i dag, er vi allerede nede på 50 dage, og det kan altså blive endnu bedre. Faktisk kan vi komme ned på en enkelt dag, hvis vi bruger vedvarende energi i selve produktionen,«

Er tilbagebetalingstiden afhængig af hvilken energikilde der bliver brugt i fremstillingen? I princippet kan det samme vel benyttes til siliciumbaserede solceller, hvor der bruges elektricitet fra vindmøller til brydning af råmaterialer og hele fremstillingen. På den måde får man 0 dages tilbagebetaling, hvilket jo giver gode overskrifter, men ikke rykker så meget ved hvor meget energi der indgår i fremstillingen.

  • 0
  • 0

Den hænger jeg også lidt fast i.
Selve fabrikken skyder vel heller ikke op af jorden af sig selv.
Med så dårlig virkningsgrad, skal der produceres 20 gange så meget som hidtil.
Så må fabrikken være 20 gange så stor, have 20 gange så mange ansatte, og forbruge 20 gange så meget energi - og producere 20 gange så meget affald osv.
Man kan vel sammenligne det med vindmøller. De laver godt nok noget strøm, men hvor meget energi har det kostet at fremstille møllen ?

  • 0
  • 0

Den hænger jeg også lidt fast i.
Selve fabrikken skyder vel heller ikke op af jorden af sig selv.
Men så dårlig virkningsgrad, skal der produceres 20 gange så meget som hidtil.
Så må fabrikken være 20 gange så stor, have 20 gange så mange ansatte, og forbruge 20 gange så meget energi - og producere 20 gange så meget affald osv.
Man kan vel sammenligne det med vindmøller. De laver godt nok noget strøm, men hvor meget energi har det kostet at fremstille møllen ?

Essensen er at denne fabrikstype bruger meget mindre energi fordi processen ikke kræver opvarmning som en normal solcelle vil gøre.

Et 4 kW anlæg i dag fylder ca. 30 m, så efter den optimistiske forventning fylder et tilsvarende polymeranlæg 300 kvm...

Eller sagt på en anden måde; Et moderne 4kW anlæg fylder 30kvm. Hvis dette har 1/10 effektivitet vil et 30 kvm anlæg yde 400 watt. De kræver cirka 45 kvm solceller, altså skal fabrikken holde sig selv kørende på ca 600 watt. Det bliver da en interessant fabrik! Lad os håbe der ikke skal laves kaffe under produktionen af solceller..

  • 0
  • 0

I den sidste ende vil salg af den slags produkter af hænge af den endelige pris i forhold til den energi man kan høste, holdbarhed, montagepris og sådan noget. Det er altså ikke kun prisen på den energi der bruges til fremstillingen der skal regnes på.
Måske skal forskerne "lige" finde en bare lidt bedre teknologi, der simpelthen ikke fylder så meget.

  • 0
  • 0

De stativer og plader cellerne skal monteres på bliver en betragtelig post når cellerne er billige og har lav effektivitet. Jeg forestiller mig ikke det kan betale sig at beklæde vore bygninger med solceller med så lav effektivitet.

  • 0
  • 0

De stativer og plader cellerne skal monteres på bliver en betragtelig post når cellerne er billige og har lav effektivitet. Jeg forestiller mig ikke det kan betale sig at beklæde vore bygninger med solceller med så lav effektivitet.

Hej Henning
Jeg forestiller mig det modsatte så nu står vi lige...

  • 0
  • 0

Jeg forestiller mig, at regeringen ligger en fed afgift på den energi fabrikken skal bruge til produktionen - og så stiger produktionsprisen, og så skal forbrugeren også lige betale afgift af den energi panelerne producerer.
På samme måde som de lovende udsigter til vindmøller og EL biler.
Alt der er miljøvenligt skal brandbeskattes.

  • 0
  • 0

Eller sagt på en anden måde; Et moderne 4kW anlæg fylder 30kvm. Hvis dette har 1/10 effektivitet vil et 30 kvm anlæg yde 400 watt. De kræver cirka 45 kvm solceller, altså skal fabrikken holde sig selv kørende på ca 600 watt. Det bliver da en interessant fabrik! Lad os håbe der ikke skal laves kaffe under produktionen af solceller..

Det fremgår ikke af artiklen at de anvender deres egne solceller til at producerer strømmen til fabrikken... Jeg tror at pointen er at de kan nøjes med el fra 42 kvm moderne højeffektive solceller (hvis 30 kvm svare til 4 kW, må 42 kvm svare til 5,6 kW) og varme fra 52 kvm moderne højeffektive solfangere.

Denne energi kan så bruges til at producerer 108 kvm laveffektive solceller... Hvordan de får det til at hænge sammen med at en opskalering med 100.000 giver 1 GWp/dag i kan jeg ikke få til at hænge sammen, for det forudsætter vist at solcellerne kommer op på samme effektivitet som de højeffektive???

  • 0
  • 0

...Måske skal forskerne "lige" finde en bare lidt bedre teknologi, der simpelthen ikke fylder så meget...

Det er der jo bare ingen der kan vente på. En stigning i energiforbruget på 1 GW dagligt frem til 2050 er jo godt nok meget. Lidt pessimistisk kan jeg da godt sidde og blive på vores allesammens vejne. Vil det lykkes os at skabe de nødvendige gennembrud i forskning og udvikling, så vi kan få fingre i solens energi?

Og selv hvis det en dag bliver muligt, så er vi vidst nødt til at lægge stilen om her i Verden. Jeg havde noget brød liggende med mug på. En uge senere var der enormt meget mug på. Men så efter endnu et par uger, var der bare en indtørret hård klump tilbage.

  • 0
  • 0

Kan man ikke lave rullegardiner/persienner med polymersolceller? Ville vaere rart og de holder nok laengere naar de haenger indenfor (medmindre nedbrydningen er pga energiindvindingen).

  • 0
  • 0

Og selv hvis det en dag bliver muligt, så er vi vidst nødt til at lægge stilen om her i Verden. Jeg havde noget brød liggende med mug på. En uge senere var der enormt meget mug på. Men så efter endnu et par uger, var der bare en indtørret hård klump tilbage.

Jeg beundrer din åbenhed om din evne til at gøre rent.
:-)

Kan man ikke lave rullegardiner/persienner med polymersolceller? Ville vaere rart og de holder nok laengere naar de haenger indenfor (medmindre nedbrydningen er pga energiindvindingen).

Jeg tror at ruden nok gør det af med for meget af UV-strålingen til at det er nogen gevinst.

  • 0
  • 0

Mobiltelefonproducenterne lover flere ugers stb. tid på deres telefoner, og det holder heller ikke en meter.
En typisk SMART phone holder strøm til én dag.
Producenternes målemetode er: Tænd telefonen i FLY mode, skuk lyd og skærm - altså, brug ikke telefonen, så holder den.
Lidt det samme med disse solceller. Sæt dem op, check at de virker, men brug dem ikke yderligere, for det er de ikke designet til.
Så kan benzinselskaberne også lave benzin, så vi kan køre 400 km/l, forudsat vil hælder mosten på en reservedunk, og ruller ned af bakke, uden at starte motoren......er vi for langt ude nu :-)

  • 0
  • 0

Hvad er det dog for nogle mørkemænd der florerer her i denne tråd.

Hvad gør det, at udnyttelsen ikke er stor.

Hvordan var det nu med de allerførste silicium solceller. Havde de ikke også en meget lille udnyttelse pr. arealenhed.

Jeg har da ikke noget imod at have et helt tag plastret til med solceller til at give strøm til min pc og en LED-lampe, hvis prisen er billig. Så er jeg godt kørende på det område.

Om 5 år, når jeg skal have skiftet 1. generation solceller ud, kan jeg fra samme areal formentlig trække endnu mere strøm, så nu kan jeg også få strøm til mit tv og mine andet lys og ventilationen i køkkenet og badeværelset.

Om 15 år, når jeg skal have skiftet 2. generation ud, så kan jeg få endnu meget strøm fra mine solceller, at det kun er min tørretumbler og elkomfur, som jeg skal have kraftigere strøm til, men jeg er smart, for jeg har en flexovn (lille masseovn), hvor det sekundære brandkammer er et komfur, så når jeg varmer mit hus op med min pil fra mit pilerensningsanlæg, laver jeg varmt mad.

Om 50 år, når jeg skal have skiftet solcellerne ud til den 4. generation solceller, så er det ikke længere mit problem, for til den tid har jeg ikke længere brug for strøm fra solceller.

Det eneste jeg kan se der kan være et problem, det er hvor stort ressourceforbruget er til produktionen og om hvor meget at materialet der kan genanvendes.

Er det et stort problem med genanvendeligheden af materialerne, så kan det godt være, at der lige skal gå et par år mere, inden storproduktionen sættes i gang.

  • 0
  • 0

DR2 viste (Danskernes Akademi) om disse solceller, og de er faktisk vældig snedige- et ark (i A4 størrelse) kan med påsatte små diodelys producere strøm til belysning ved 1 dags opladning.
Det er faktisk genialt til belysning i fx afrikanske landsbyer, hvor det fx ville give børn mulighed for at lave lektier- og spare på dyr petroleum.

Det synes jeg er fantastisk! En simpel billig belysning, der vil kunne gøre stor forskel med meget lille miljøbelastning.

Det er da at tænke ud af boksen til menneskehedens gavn og glæde.

Fremfor at brokke sig over, at det ikke lige vil passe på en normaldanskers tag...

Mvh
Tine

  • 0
  • 0

Det er synd, at vindmøller og atomkraft tog al opmærksomheden, og nærmest blev betegnet som eneste muligheder for vedvarende energi. På sigt vil solceller være meget at foretrække. De ødelægger ikke naturen. De vil kunne fremstilles billigere og fremstillingsprocessen kan være ret automatisk, så arbejdere ikke bruger store mængder brændstof frem og tilbage til arbejde. Transporten vil være betydelig billigere pr. KW. De kan installeres tættere på forbrugerne, og vedligeholdelse vil være noget nemmere. Så mangler vi bare en eller anden form for lager, så vi også kan få energi nå solen er gået ned. Til den ende kan brint nok være en mulighed. Der er dog andre energiformer. Hvis varmepumper er lønsomme i forbindelse med jordvarme, må den være mere lønsomme i forbindelse med vand. Vi har vand hele vejen omkring os, med nogle store overflader, hvor solen kan afsætte sin energi.

  • 0
  • 0

@Thorbjørn Hansen

Jeg tror at ruden nok gør det af med for meget af UV-strålingen til at det er nogen gevinst.

Mig bekendt er det det synlige farvespektrum der er energirigt nok til at generere strøm. De komponenter jeg har brugt har været mest følsomme for det grønne spektrum IIRC. UV strålingen fremskynder nok nærmere nedbrydelsen af filmen.

  • 0
  • 0

Fint at DTU forskerne kæmper med i feltet for at komme med gode polymer solceller.

Forskernes mål på fem års sigt virker realistisk. Især fordi flere af deres konkurrenter allerede er tæt på den performance de sigter imod. http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/news/nrc/201...

Det bliver næppe som energiproduktion at polymer cellerne får deres berettigelse. Dertil er der al for store omkostninger forbundet med at opstille solenergi. Man vil altid vælge mere effektive solteknologier til større anlæg og i boliger vil man også skulle betale pænt dyrt for etablering og derfor vælge dyrere solceller. Specielt fordi de pt. er meget attraktive rent økonomisk.

Ideerne om løbende udskiftning af husets solceller virker ikke gennemtænkte.

Min anbefaling er at man koncentrerer sig om volumen applikationer, hvor solceller integreres i andre produkter som f.eks. beklædning, telte,

Priserne på silicium baserede solceller og også energiforbruget til produktion af dem er i meget kraftigt fald.

De seneste års prisfald vil fortsætte på trods af fortvivlede producenter, fordi der er en indre logik i markedet når der overkapacitet og konstante tekniske gennembrud.

Nye teknologier til produktion af silicium er på stærk fremmarch. Se f.eks. http://www.1366tech.com/

På 1366 er de høflige og også interesserede i gode marginer til sig selv, så de forudser at prisfaldet for solenergi tager af og at solcelle el først bliver billigere end kul i 2020. Solcelle industrien har igen og igen håbet på et sløvere prisfald og ikke fået det. 1366 tror på 65% prisfald frem til 2020. Det stiller sidste års solcelle prisfald på ca. 40% i relief.

Det bliver meget hårdt at være producent af vindmøller og også af fossil og atom kraftværker.

Energiprisfaldet som startede ved begyndelsen af den industrielle revolution holder ikke bare op. De seneste års prishop på energi er bare små buler på en meget langvarig historisk trend imod faldende relative energipriser. Borgerne i Kina og Indien oplever jo også meget mindre relativ energiprisstigning end i kriseområder som Europa.

  • 0
  • 0