Solcelleteknologi Status på Agder Energikonferansen Sør UiA Grimstad, 26 sept 2012 Anne Gerd Imenes Seniorforsker Teknova
Oversikt Innledning, definisjoner Solinnstrålingsressursen Solarindustri på Agder Forskning og utvikling på Agder Status, marked og muligheter
Solcellepanel vs Solfanger Solceller: STRØM Solfanger: VARME County of Marin Solar Education www.co.marin.ca.us SINTEF Byggforsk, Prosjektrapport 22 (2008)
Solcelleteknologier Utnytter fotovoltaisk effekt, forkortet PV (PhotoVoltaic): Generasjon 1: Silisiumbasert (>80% av dagens marked) Generasjon 2: Tynnfilm (økende markedsandel) Uni-Solar Generasjon 3: Avanserte materialer, høy virkningsgrad MIT Georgia Tech
Gjennomsnittlig daglig innstråling (kwh/m2) Solenergi på Agder? 8 Daglig solinnstråling (kwh) mottatt per kvadratmeter horisontal flate, som funksjon av måned (gjennomsnittsverdier for årene 1983-2005, kilde NASA). 7 6 5 4 3 2 Tromsø Oslo Kristiansand Berlin Munchen Roma Kairo 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Måned NASA Surface meteorology and Solar Energy: Interannual Variability, http://eosweb.larc.nasa.gov/
Potensialet for solstrøm PVGIS, European Commission Joint Research Centre Årlig total innstråling på en optimalt vinklet PV modul: Sør-Norge ca 1100 kwh/m 2 Sør-Spania ca 2000 kwh/m 2 Årlig total elektrisitet generert av optimalt vinklet PV moduler: Sør-Norge Sør-Spania ca 800 kwh/kw p ca 1500 kwh/kw p
Global innstråling 'tilt' (W/m2) Måling av solenergi i Agder UiA Grimstad Eksempler: Global innstråling (målt i vinkelen til PV panelene) en klar vårdag, og en dag med skiftende skydekke. 29.04.11 27.04.11 Agder Energi Kristiansand 1000 900 Kjøita, August 2012 800 700 600 500 400 300 200 100 0 01.08.2012 00:00 11.08.2012 00:00 21.08.2012 00:00 31.08.2012 00:00
Hva karakteriserer «solcelleteknologi på Agder»? Sørlandet som knutepunkt for solar leverandørindustrien Elkem Solar Eltek Saint Gobain Vetro Solar Metallkraft FoU & samfunnsutvikling UiA, Teknova & Agderforskning Kommersielle aktører innen energi og byggnæring Offentlige aktører (kommuner & fylkeskommuner, forskningsfond, etc) VGS og fagskoler, samt frivillige organisasjoner
Energy payback time (years) Elkem Solar Krystallinsk silisium Verdensledende produsent av solcellesilisium Elkem Solar s posisjon i verdikjeden: Si-metal Feedstock Ingot Wafer Celle Modul System/ installasjon Elkem Solar Silicon (ESS ) Polysilicon from the Siemens process 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 Energy payback time (EPBT) Comparison - LCA inverter mounting + cabling frame laminate cell ingot/crystal + wafer Si feedstock Monokrystallinsk Multikrystallinsk 0.4 0.2 0.0 Siemens Elkem Solar Siemens 2006 ESS 2010 13.2% multicrystalline Si modules Schletter on-roof mounting 2500 W inverter from ecoinvent 2.0 performance ratio 0.75 irradiation 1700 kwh/m2/year
Saint Gobain Silisiumkarbid (SiC) - Kutting av silisiumskiver for produksjon av solceller - Produksjonsavdelinger i Lillesand og Arendal Bilder fra Wikipedia
Vetro Solar Spesialiert glass for solcellemoduler - Hovedkontor FoU i Kristiansand - Produksjonsfasiliteter i Thalheim, Tyskland Bilder fra http://www.vetrosolar.com/
Eltek Vekselrettere (invertere) for PV anlegg - Utviklingsavdeling i Kristiansand - Internasjonalt ledende teknologi
Metallkraft Resirkulering av sagevæske fra kutting av solceller - FoU avdeling i Kristiansand - Produksjonsfasiliteter i Singapore
Universitetet i Agder: Utdanning og forskning Utvikling av ny teori og matematiske modeller for solceller Utendørstesting av ulike typer solceller i sørlandsklima Laboratorium for innendørs testing av solceller Forskning på vekselrettere og MPP-trackere Foto: UiA
Teknova: Forskning og innovasjon PV Integrasjon Bygg Nett Ytelse til PV-anlegg Testing av moduler Integrasjon mot nett Integrasjon mot bygg Nye typer solceller Spesialiserte felt
Kvadraturen Skolesenter: Samarbeid Elkem/UiA & ARC-Aid/VAF/Kenya Testing av solcellepaneler Yrkesfaglig utdanning Solskole i Kenya (http://seetep.org/)
Solar Energy Conference Kristiansand www.solarkonferansen.no
EKSEMPLER FoU-prosjekter på Agder
Sluttbruk av solcelleteknologi i Norge UiA, Elkem Solar & Norges Forskningsråd, 2008-2012 Test stasjon for in situ I-V målinger på ulike typer PV moduler
Effekt ved STC (W) Ytelse og nedbrytning av PV moduler Elkem Solar, UiA, Teknova & Norges Forskningsråd, 2010-2014 Feltstasjoner i Kenya og India Dokumentere ytelse over tid Vise at Elkem Solar Silicon er minst like bra som konkurrerende matr. Sammenlikne med innendørs laboratorietester 225 220 215 210 205 Panel 66 Panel 67 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Målingens nummer Reference poly silicon solar cells before (left) and after LID + annealing (right). Black color = lowest diffusion length, Red color = maximum diffusion length.
Agder Energi Solstrøm på nett Ulike typer solcellepaneler Lokalt utviklede invertere Måling av sol, vind, temp. Måling av spenningskvalitet Internasjonalt samarbeid Performance and Reliability of PV Systems
Flere spennende byggeprosjekter i Agder med solceller på taket
MARKEDSSITUASJON Status for PV industrien
Tøffe økonomiske tider...
...gjør det vanskelig for industrien Markedet flyttet Bakgrunnen for nedstengningen av produksjonen er at solindustriselskapet Rec tidligere denne uken bestemte seg for å legge ned sine siste fabrikker i Norge med 500 ansatte. Dermed har markedet nærmest forsvunnet under grunnen på Saint-Gobains produksjon av silisiumkarbid. Markedet er flyttet til Asia. Vi har noen kunder igjen, men det er små volumer, sier Malteby.
The solar shakeout
$cent / kwh Samtidig er markedet voksende og prisene fallende... Major PV Country Markets (GW) Kostnadsutvikling for PV moduler (kilde: Solarbuzz) 40 Kostnadsutvikling for PV anlegg (kilde: Solarbuzz) 35 30 25 20 15 10 5 0 Residential Commercial Industrial aug.10 nov.10 feb.11 jun.11 sep.11 des.11
PV vekst i Danmark
Muligheter for Agder?
Økt bruk av solenergi med Agder som foregangsregion Tilrettelegge for økt bruk av solenergi i norske bygg med pilotprosjekter i Aust- og Vest-Agder. Utprøving av tekniske løsninger, forretningsmodeller og brukerrettede metoder, som grunnlag for videre utbredning i Norge. Samarbeid med offentlige og private aktører, forsknings- og utdanningsmiljø på Agder.
Bygningsintegrerte løsninger
PV integrasjon mot smarte nett http://www.suneltrans.com/en/news/shownews_4.htm
Stort potensiale for PV løsninger i utviklingsland Gjennomsnittlig solinnstråling 1991-1993 Skydekke data fra værsatelitter (Loster, 2006) 04.09.2012: Scatec Solar and Norfund to build solar power in South Africa Norfund invests up to NOK 190 million 3 projects, total 190 MW 20 year Power Purchase Agreement with South African electricity company, Eskom Prosentandel av befolkningen som lever under fattigdomsgrensen 2007-2008
En verden i stadig forandring......hvor samspill er nøkkelen!
Takk for oppmerksomheten