Fotovoltaïsche conversie (zonnestroom): van niche naar impact

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Fotovoltaïsche conversie (zonnestroom): van niche naar impact"

Evelien de Ruiter
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

European Technology and Innovation Platform for Photovoltaics

1 Fotovoltaïsche conversie (zonnestroom): van niche naar impact Wim Sinke ECN Solar Energy, UvA, AMOLF, TKI Urban Energy en European Technology and Innovation Platform for Photovoltaics NNV Symposium Energie en Klimaat Uithof, Utrecht 9 juni

2 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 2

3 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 3

4 Zonnestroom: van alle markten thuis Volume met en door diversiteit Waka Waka Bolivia Mayersloot (Langedijk) Ameland Lisse 4

5 Zonnestroom in Nederland: Trendzettende toepassingen Artist impression A37 (Studio Marco Vermeulen) Floatovoltaics (Sunfloat, Tempress en ECN) Op zoek naar nieuw mogelijkheden 5

6 Mondiale ontwikkeling zonnestroom Wat is bereikt? 1980 vandaag: Rendement zonlicht elektriciteit: Systeemprijzen: Jaarlijkse markt & totaal geïnstalleerd vermogen: 2x 50x x Bijdrage aan elektriciteitsverbruik: 0% 2% Bewijs van betrouwbaarheid en levensduur Keuze aan technologieën en producten 6

7 Bold thinking is nodig 7

8 Mondiale ontwikkeling zonnestroom Wat staat ons nog te doen? vandaag z.s.m.: Rendement zonlicht elektriciteit: Systeemprijzen: Totaal geïnstalleerd vermogen: 2x 3x > 100x Bijdrage aan electriciteits energieverbruik > 20% (50%?) Betrouwbaarheid, levensduur en duurzaamheid bij zeer lage kosten Technologieën en oplossingen voor ieder gebruik 8

9 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 9

10 Wat is er te koop? Stad van de Zon Standaardgebruik: kristallijn silicium (mondiaal marktaandeel >90%) Ridder Solar Modulerendementen 16 22% FhG-ISE Abengoa/Concentrix Standaardgebruik: dunne films (mondiaal marktaandeel <10%) Modulerendementen 8 17% Concentratorgebruik (zonvolgend) (mondiaal marktaandeel <1%) Modulerendementen 25 35% 10

11 Zonnestroomtechnologieën in de markt 11

12 Zonnestroomtechnologie in de markt: silicium al ruim 50 jaar marktleider 12

13 Silicium zonnecel: eenvoud en volume zijn moeilijk te verslaan 180 m 13

14 Efficiency (%) Rendement commerciële panelen: geleidelijke maar robuuste toename silicon thin films Wafer silicon - high end mono Wafer silicon - mainstream mono Wafer silicon - mainstream multi Thin-film CIGS Thin-film CdTe Thin-film asi/µcsi 0 Thin-film asi Year 14

Best research-cell efficiencies: the foundation of module efficiency improvement www.nrel.

15 Best research-cell efficiencies: the foundation of module efficiency improvement Nu een interactieve versie op:

16 Recordcellen: complexe architecturen om verliezen te minimaliseren kristallijnsilicium cellen dunnefilm cellen Albert Polman, Mark Knight, Erik C. Garnett, Bruno Ehrler, Wim C. Sinke, Science 15 Apr 2016: Vol. 352, Issue 6283, DOI: /science.aad4424

17 Streven naar perfectie: recordcellen Albert Polman, Mark Knight, Erik C. Garnett, Bruno Ehrler, Wim C. Sinke Science 15 Apr 2016: Vol. 352, Issue 6283, DOI: /science.aad4424

18 Streven naar perfectie: commerciële modules in perspectief Albert Polman, Mark Knight, Erik C. Garnett, Bruno Ehrler, Wim C. Sinke Science 15 Apr 2016: Vol. 352, Issue 6283, DOI: /science.aad4424

19 Efficiency (%) Naar hogere rendementen Eerste stap: versmallen van de lab/fab kloof siliciu silicon m silicon thin thin films films Wafer silicon - high end mono Wafer silicon - mainstream mono Wafer silicon - mainstream multi Thin-film CIGS Thin-film CdTe Thin-film asi/µcsi 0 Thin-film asi Year 19

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 Efficiency (%) Naar hogere rendementen Eerste stap: versmallen van de lab/fab kloof 25 20 15 10 5 siliciu silicon m silicon thin thin films

20 Efficiency (%) Naar hogere rendementen Eerste stap: versmallen van de lab/fab kloof siliciu silicon m silicon thin thin films films Wafer silicon - high end mono Wafer silicon - mainstream mono Wafer silicon - mainstream multi Thin-film CIGS Thin-film CdTe Thin-film asi/µcsi Praktische grens voor modules van één materiaal 0 Thin-film asi Year 20

21 Waar wordt aan gewerkt? Hoog-rendementconcepten Lage-kostenconcepten & technologieën voor nieuwe toepassingen UCLA (VS) UCLA

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 Efficiency (%) Naar hogere rendementen Volgende stap: tandems?

22 Efficiency (%) Naar hogere rendementen Volgende stap: tandems? siliciu silicon m silicon thin thin films films Wafer silicon - high end mono Wafer silicon - mainstream mono Wafer silicon - mainstream multi Thin-film CIGS Thin-film CdTe Thin-film asi/µcsi hybride tandems? (silicium met speciale dunne film) 0 Thin-film asi Year 22

23 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 23

24 Leercurve zonnepanelen: effecten van volume en innovatie 24

25 Game-changing kostenverlaging 25

26 Game-changing kostenverlaging (29 oktober 2014)

28 Prijsontwikkeling zonnestroomdaksystemen (Duitsland) -75% (Bron: Fraunhofer ISE) 28

29 Opwekkosten ( /kwh) Indicatieve ontwikkeling opwekkosten zonnestroom (Nederland) Diverse systeemgroottes en typen en financieringsmodellen 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Jaar Hoog Laag 29

30 Opwekkosten ( /kwh) Indicatieve ontwikkeling opwekkosten zonnestroom (Nederland) Diverse systeemgroottes en typen en financieringsmodellen 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Jaar Hoog Laag 30

31 Verleden of toekomst omarmen? 31

32 Banen in hernieuwbare energie

33 Zonnepanelen wereldwijd: Dutch technology inside Tempress Nederlandse productietechnologie voor de mondiale PV-sector (voorbeelden) Levitech 33

34 Nieuwe technologie voor de wereldmarkt: NL industrie samen met ECN Metal Wrap-Through (MWT) cel Tweezijdig werkende cel voorzijde Interdigitated Back-Contact (IBC) cel 34

36 Solliance: perovskietcellen en -modules: voor enkel en tandemgebruik Bijvoorbeeld CH 3 NH 3 PbX 3 (X = Br, I en/of Cl) Printbaar 36 Perovskiet minimodule

37 Wereldwijd jaarlijks bijgeplaatst vermogen (in gigawatt-piek; GWp)

38 Wereldwijd geïnstalleerd vermogen (GWp)

39 Geinstalleerd vermogen NL (in MWp)

40 Bijdrage PV aan elektriciteitsvraag Bron: IEA PVPS (2017) 40

41 Meer dan daken

42 Groeiscenarios PV in NL

43 PV-bijdragen aan NL energiesysteem (indicatief) NL 2016: 2 GWp 2% van elektriciteitsgebruik EU gemiddelde % (DE, IT, GR: 7-8%) NL 2020: 6 GWp (40 km 2 panelen) 5% NL 2023: GWp (60 km 2 ) 8-10% NL 2030: GWp (100 km 2 ) Langere termijn: >150 GWp (>500 km 2 ) Voor elektriciteit (incl. opslag), en warmte en brandstoffen (P2X)

44 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 45

45 Lage opwekkosten maken nieuwe toepassingen mogelijk Van laagste kosten naar hoogste waarde Producten in soorten en maten Zonnestroom voor elektriciteit én warmte én brandstoffen (ook via import) 46

46 Vormvrijheid driehoek-paneel- 100wp-detail Julianadorp Foto Paul Pex 47

47 Esthetische kwaliteit ZEP BV Exasun Heijmans/AERspire

48 Flexibiliteit HyET Solar (NL) / BrummenEnergie

49 Meer kleuren

50 Stroom uit ramen Physee PowerWindow (NL)

51 Oplossingen voor plaatsen met een vlekje Prototype van schaduwlineaire module (ECN)

52 Van opwekkosten naar waarde van elektriciteit Eneco CrowdNett 53

53 Inhoud Zonnestroom: uitdaging en kans Technologieën Kosten en markt One size (no longer) fits all Een blik in de toekomst 54

54 COP21, Paris z.s.m.

55 Gebruik van fossiele brandstoffen Van zon naar zon Terug naar normaal wij, nu tijdperk van de zon tijdperk van de zon Jaar

Vergelijkbare documenten

Zonnestroom: mondiale ontwikkelingen en nieuwe mogelijkheden voor gebouwen in Nederland

Zonnestroom: mondiale ontwikkelingen en nieuwe mogelijkheden voor gebouwen in Nederland Wim Sinke ECN Zonne-energie en Universiteit van Amsterdam TKI-KIEM Symposium Heijmans, Rosmalen 12 januari 2017 www.ecn.nl