Der globale Photovoltaikmarkt wächst rasant
Global: Der Markt für Photovoltaik-Stromerzeugung wächst rasant. Von 2010 bis 2020 wird die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der kumulierten installierten Photovoltaikkapazität, einschließlich netzferner Projekte, 34 % betragen.
Im Jahr 2020 entfielen 95 % der gesamten Produktionskapazität von c-Si-Photovoltaikmodulen auf asiatische Hersteller. China (Festland) nimmt mit einem Anteil von 67 % eine führende Position ein. Europa steuerte 3% des Anteils bei; die Vereinigten Staaten/Kanada trugen 2 % bei. Im Jahr 2020 erreichte Europa's Anteil an der kumulierten installierten Photovoltaikleistung 22% und im Jahr 2019 waren es 24%. Im Gegensatz dazu macht die installierte Kapazität Chinas&33 % aus.
Mit Fokus auf den deutschen Markt wird Deutschland im Jahr 2020 ca. 7,6 % (53,6 GWp) der weltweit kumulierten installierten Photovoltaikleistung (707,5 GWp) mit ca. 2 Millionen installierten Photovoltaikanlagen ausmachen. Im Jahr 2020 wird die neu installierte Leistung Deutschlands&ca. 5 GWp betragen; 2019 werden es 4 GWp sein. Im Jahr 2020 wird die Photovoltaik 9,2 % des gesamten Strombedarfs in Deutschland decken, wobei alle erneuerbaren Ressourcen etwa 45 % ausmachen werden.
Solarzellen-/Moduleffizienz
Der Wirkungsgrad der Laborbatterie wird mit 26,7% monokristallinem Silizium und 24,4% polykristalliner Silizium-Wafer-Technologie angegeben.
Der höchste Laborwirkungsgrad der Dünnschichttechnologie liegt bei 23,4% von CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Selenid) und 21,0% von CdTe (Cadmiumtellurid) Solarzellen. Der Laborwirkungsgrad von Perowskit-Batterien beträgt 25,5%, ein Rekord.
In den letzten zehn Jahren ist der durchschnittliche Wirkungsgrad kommerzieller Siliziumwafer-Module von etwa 15 % auf 20 % gestiegen. Gleichzeitig ist der Wirkungsgrad der CdTe-Module von 9 % auf 19 % gestiegen.
Im Labor ist das leistungsstärkste Bauteil ein monokristallines Siliziumbauteil mit einem Wirkungsgrad von 24,4%. Die rekordverdächtige Effizienz zeigt, dass das Potenzial zur weiteren Effizienzsteigerung auf Produktionsebene besteht.
Im Labor liegt der Stromwirkungsgrad von High-Density-Multi-Junction-Solarzellen sogar bei 47,1 %. Durch den Einsatz der Konzentratortechnologie erreichte der Modulwirkungsgrad 38,9 %.
Energierückgewinnung
In den letzten 16 Jahren ist der Materialverbrauch von Siliziumzellen durch verbesserte Effizienz, dünnere Siliziumwafer, Diamantdrahtsägen und größere Siliziumbarren von ca. 16 Gramm/Wp auf ca. 3 Gramm/Wp gesunken.
Die geografische Lage bestimmt die Energierücklaufzeit der Photovoltaikanlage. Abhängig von der Installationstechnologie und der Netzeffizienz benötigt die Photovoltaikanlage in Nordeuropa etwa 1,2 Jahre, um die Eingangsenergie auszugleichen, während die südliche Photovoltaikanlage die Eingangsenergie in einem Jahr oder weniger ausgleichen kann.
Eine Photovoltaikanlage in Sizilien verwendet siliziumbasierte Module mit einer Energierücklaufzeit von etwa einem Jahr und einer voreingestellten Lebensdauer von 20 Jahren. Dieses System kann das 20-fache der Energie erzeugen, die für die Herstellung dieses Systems erforderlich ist.
Wandler
Der fortschrittlichste Markenprodukt-Wechselrichter hat einen Wirkungsgrad von 98% und mehr.
Der Marktanteil von Stringwechselrichtern wird voraussichtlich 64 % betragen. Diese Wechselrichter werden hauptsächlich in privaten, kleinen und mittelgroßen kommerziellen Photovoltaikanlagenanwendungen unter 150 kWp eingesetzt. Zentralwechselrichter haben einen Marktanteil von ca. 34 % und werden hauptsächlich in großen Gewerbe- und Versorgungssystemen eingesetzt. Es gibt auch einen kleinen Teil (ca. 1%) auf dem Markt, der zu Mikro-Wechselrichtern (für Komponenten) gehört. DC/DC-Wandler werden auch als"Leistungsoptimierer" bezeichnet und ihr Marktanteil wird auf 5% des gesamten Wechselrichtermarktes geschätzt.
Trends: Digitalisierung, Re-Power-Versorgung, neue Funktionen zur Netzstabilisierung und Optimierung für den Eigenverbrauch; Energiespeicher; Einsatz innovativer Halbleiter (SiC oder GaN), die einen sehr hohen Wirkungsgrad und ein kompaktes Design erreichen können; maximale DC-Stringspannung von 1500V.
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