Var på plats en stund före 08.30, när det körde igång. Frånsett ett par kortare besök bland posters blev det lyssnande på mååånga föredrag idag. Stapplade ut lite vimmelkantig kl. 19, när bussarna gick till konferensmiddagen.

Var på ”Grid integration issues”, tunnfilmssolceller (”plenary”), tre pass om “Large PV Power Plants and Distributed PV: System Aspects and Grid Integration” à 1,5 timme vardera samt var också en kortvända på en halvdagskonferens som gick parallellt med PVSEC om ”Thermo Photovoltaic Generation of Electricity”. Här är lite anteckningar och tankar om olika solcellstekniker.

Tunnfilmssolceller. Mantrat från tidigare dagar hördes återigen. Det räcker inte att vara billig. Solcellerna måste ha en hög verkningsgrad också för att kunna lyckas kommersiellt. Idag var världsrekordet för tunnfilm Si-celler i labskala 16,3% verkningsgrad enligt Miro Zeman, Delft University. Kommersiella moduler har 6-10% verkningsgrad. Han bedömde att tunnfilmssolceller av kisel behöver passera 20% i verkningsgrad (”key challenge”). Han såg två vägar att nå detta mål, endera genom flerskiktssolceller (fyra skikt skulle kunna ge 21,2% i verkningsgrad) eller genom högkvalitativ tunnfilmskisel (5-10 mikrometer tjockt skikt).

Hans Werner Schock visade att tunnfilmssolceller hade 14% av marknaden 2011. Idag är CdTe (med First Solar som domierande företag) större än (amorft) kisel som är större än CIGS (med Solar Frontier som dominerande företag). Han menade att CIGS har större potential än CdTe tunnfilmssolceller när det gäller att höja verkningsgraden och att 2015 kommer CIGS att vara störst följt av CdTe och kisel när det gäller tunnfilmsteknikerna. Att döma av hans siffror för produktionskapacitet kommer tunnfilm att ungefär fördubbla sin produktion till 2015, vilket skulle betyda att ”tjockt” kisel fortfarande skulle vara dominerande. På en bild angavs ett produktionskostnadsmål på <0,5$/W för CIGS tunnfilmsmoduler. På en annan bild verkade det som att man redan nått den produktionskostnaden (0,25$ material, 0.14$ kapitalkostnader, 0.03$ arbetskostnad och 0,08$ övrigt) och att man inom några år skulle nå <0,4$/W. På en tredje bild angavs att produktionskostnaden för alla tunnfilmstekniker som lägst kunde bli 0,4$/W med nuvarande produktionsteknik och material. Ja, det var motsägande uppgifter på de olika bilderna… Hans Werner menade som avslutning av de stora investeringar som krävs i produktionsanläggningar för att lyckas med tunnfilmsteknikerna i större skala var ett hinder som var svårt att komma förbi. Ingen vill rimligen i nuläget göra stora investeringar i modulproduktion eftersom det finns ett överskott av produktionskapacitet på marknaden.

Jag var inte själv på något föredrag om Grätzelsolceller. På en sådan session var det Michael Grätzel själv som höll ”Special Introductory Presentation”. Det kändes inte som ett helt lyckat drag, med tanke på vad andra sade om framförandet. Har man ingen ny frontfigur att skicka fram? Tekniken har stagnerat på en alltför låg verkningsgrad och man har även livslängden att jobba med om man vill bli kommersiellt gångbara för storskalig elproduktion.

Yang Yang, UCLA, som berättade om status och framtid om organiska solceller var en riktig entreprenör. Idag finns inga kommersiella produkter för organiska solceller, när Konarka gått i konkurs. Han skämtade om att den bästa produkten i dagsläget var studenter (disputerade) i ämnet. Han var dock mycket positiv för framtiden. Under 2011 satte hans grupp på ett 30-tal personer rekord med 8,6% i cellverkningsgrad. I januari i år nådde man 10,61% cellverkningsgrad med ett nytt ämne. Det är rask marscherat. Som bäst har 7-10 års livslängd rapporterats (nämndes inte med vilken verkningsgrad…). Han utmanade övriga tekniker genom att undra om 25 års livslängd behövs (”tjockt” kisel har väl åtminstone 30 års livslängd, men det kan förstås finnas nischer där en kortare livslängd accepteras) och att vakuumtekniker var för dyrt (en känga åt tunnfilmsteknikerna som alla använder vakuumprocesser), han ville ha lösningsbaserade processer. Han trodde att 15% cellverkningsgrad, som skulle kunna ge 10-12% i modulverkningsgrad skulle var möjlig 2015 och han hade en dröm att trycka organiska solceller på liknande sätt som en tidning. Joo, denna dröm är inte ny…

Thermophotovoltaics är en helt annan teknik än de övriga. Utstrålningen från en het källa (1000-1300⁰C, en ugn exempelvis)  absorberas av en ”emitter” (SiC exempelvis) som utstrålar IR-strålning som absorberas av en solcell (GaSb exempelvis), som måste kylas. Idag är det bara företaget JX Crystals som har ett fungerande system. Några exempel gavs. En insats i en braskamin skulle kunna ge 100 W el vid 6 kW i förbränd energi. Man sålde ett 20-tal sådana runt år 2000 med SiC som ”emitter” i denna första generation. I en annan tillämpning angavs 16% verkningsgrad från bränsle till el, med en ”emitter” (safir/NiO/Pt) som gav ca tre gånger bättre verkningsgrad än SiC. I ett portabelt system tänkt för militärt bruk uppgavs man nå 20 W med en konstruktion som var lättare än Li-jonbatterier, med 6,5 gånger högre energitäthet samt 7 gånger längre driftstid och med 10% verkningsgrad. Men vidare utveckling krävdes inte produkten släpps. Huum… vore intressant att veta vad som fattas i utveckling? Om den prestandamässigt slår Li-jonbatterier i en militär tillämpning (där prislappen är av mindre betydelse) borde det finnas en nischmarknad, om det nu inte är någon väsentlig sak som är svår att komma förbi i utvecklingen.

Under förmiddagen var jag först på föredrag ett par timmar. De handlade om hur man skulle kunna förbättra kiselbaserade solceller. Liksom igår var bedömningen att en höjning av både verkningsgraden och en sänkning av tillverkningskostnaden som nödvändiga.

Markus Fischer, Q-Cells, angav att vid ett modulpris på 0.823 $/W var 0.36$ tillverkning av modulen, 0.204$ tillverkning av solcellen, 0.135$ tillverkning av ”wafer” och 0.124$ framställning av polykristallint kisel. Silver (för elektroderna) var det dyraste materialet (800$/kg) vid framställningen av solcellen (jämför med 20$/kg för polykristallint kisel) och han trodde att man 2015 skulle börja införa koppar istället för silver. En förbättring av solcellverkningsgraden för enkristallint kisel vid massproduktion till över 23% år 2020 fanns i en roadmap, en förbättring med ca 2,5% jämfört med idag. Stefan Glunz berättade att SunPower i början av 2013 förväntas börja tillverka kiselbaserade moduler med 21,2% verkningsgrad, från celler med 24,2% verkningsgrad. SunPower är det företag som tillverkar moduler med de allra högsta verkningsgraderna redan idag. När det gäller polykristallint kisel angavs 19,5% (18% förväntas inom kort) solcellsverkningsgrad 2020 i en roadmap presenterad av C W Lan.

Innan en sen lunch betade jag av tre sessioner med poster. SMA hade jämfört ekonomin (inköp, installation, underhåll) för användning av modulväxelriktare (”microinverters”) istället för strängväxelriktare. Endast vid komplicerade installationer som installationer där moduler har flera olika orienteringar eller där man har stora skuggningsproblem var det ekonomiskt lönsamt att använda modulväxelriktare. Antar att studien var gjord i Tyskland, med tyska elpriser, som är klart högre än våra elpriser.  Så i Sverige, med lägre elpriser, finns mindre att vinna än i Tyskland med modulväxelriktare.

I en fransk studie hade man jämfört degradering av olika modultyper som varit i drift 3,85 år. Degraderingen blev följande: polykristallin kisel (-1,1%, CdTe -10%, CIGS -7,5% och amorft kisel -9,6%.

På eftermiddagen gick jag på utställningen. Den var i två våningar och betydligt mindre än ifjol. Hann gå förbi alla utställare under en lång eftermiddag. På övre våningen var det intressantast. Började med att hälsa på ABB:arna. 100 m2 utställningsyta med växelriktare med effekter 3,3-8 kW respektive 100-630 kW. Världens största växelriktartillverkare SMA hade en stor yta med stor bemanning. Diskuterade deras ”home management” och ”back-up” system med dem. Med en ”AS-box” kopplar man bort nätet och kopplar in en back-up växelriktare vid strömavbrott. Om det är sol kör man sedan direkt via solcellerna och har man batterilager tar man hjälp av dem. 5-10 kWh batterilager bedömde man som lämpligt för en villa. Nu är det i och för sig sällan vi har längre strömavbrott i Sverige så det är inget som kan vara lönsamt i Sverige. Vi bor sist på vår elledning och har några strömavbrott varje år, fast de brukar vara korta. Ett undantag var julen 2011, då hade vi strömavbrott 37 timmar. Batterilagret fyller en annan funktion vid normal drift och det är att öka egenkonsumtionen av el. Man vill minska andelen som man matar in på nätet helt enkelt, eftersom den elen får ett mindre värde.

På bottenvåningen handlade det om produktion, inte så mycket av intresse för mig, men som vi lärde oss på förmiddagen är en förbättrad produktionsteknik och materialhantering en viktig nyckel för att förbättra verkningsgraden¨och sänka produktionskostnaderna.

Hannu, Muhammad och Antonis från ABB myser på PVSEC i Frankfurt. 25 september 2012.