當時大多數(shù)太陽能采用的是老式的晶體硅板，自20世紀50年代以來一直存在。但是，人們希望(以及一些極大的投資)多結(jié)太陽能電池，薄膜太陽能電池板，有機和碳納米管電池，聚光太陽能電池以及各種其他太陽能發(fā)電技術。

如今，太陽能的增長令人眼花繚亂的十年之后-在美國安裝的光伏發(fā)電超過10萬千瓦，2017年，和美國五國現(xiàn)在產(chǎn)生太陽能10%或更多的電 -大多數(shù)太陽能應用...老式的晶體硅電池板。

當然，它們已經(jīng)變得更好了，但更重要的是，它們已經(jīng)變得便宜了 - 自2009年以來便宜了80%以上：

謝謝，奧巴馬。 維基媒體硅光伏市場比以往任何時候都占據(jù)市場主導地

最近，當GTM Research(正在成為Wood MacKenzie的過程中)與我聯(lián)系時，關于剛剛進入市場的新生太陽能技術的一系列簡短報告讓我想起了這一點。

我期待聽到關于奇特的新太陽能電池 - 納米 - 這個，量子 - 那個。但這不是現(xiàn)在的太陽能市場。

新技術不再是硅替代品，而是推動其商業(yè)化進程，補充硅光伏，使面板能夠部署在新的地方(湖泊和水庫!)或降低維護成本(面板清潔機器人!)。

至少就目前而言，硅光伏已經(jīng)贏得了市場競爭。充滿希望的太陽能市場是為了幫助它走得更遠的技術。

關于硅光伏是否足夠遠，存在一些爭議 - 它是否足以滿足美國為自己設定的雄心勃勃的長期脫碳目標。一些研究人員擔心它可能在早期達到穩(wěn)定而且不足。

但首先，讓我們來看看這些光伏支持技術中的一些。會有機器人。

太陽能在水面上(天空中的火焰)

在一些不斷增長的太陽能市場中，特別是在東亞，土地正在成為一種制約因素 大部分平地用于農(nóng)業(yè)。城市內(nèi)外的土地人口密集。尋找太陽能的空間只會變得更加困難。

一個解決方案：把它放在水上!光伏電池板可以安裝在漂浮在淡水湖泊和水庫上的浮筒上。

浮動光伏有一些優(yōu)點：它可以在沒有傳統(tǒng)的場地準備，打樁或圍欄和道路建設的情況下建造; 對“土地”的競爭較少; 面板保持涼爽，提高效率; 浮動系統(tǒng)通常可以靠近負載建造。

Geumjeon浮動太陽能發(fā)電廠，在韓國。 Seaflex浮動光伏自2007年以來一直存在，但成本下降意味著它剛剛開始在日本，中國和韓國等人口密度高，土地受限的市場起飛。2017年共安裝了100兆瓦的浮式光伏發(fā)電，在中國完成了40兆瓦的項目，并宣布了2019年在印度尼西亞建設的200兆瓦項目。

根據(jù)目前正在籌備的產(chǎn)品，GTM預計明年浮動光伏將達到1.5吉瓦。

GTM隨著光伏發(fā)電的增長，更多的市場將開始尋找土地受限，從而為浮動光伏帶來更多機會。

真正打開浮動光伏市場的將是海水光伏，即“海上太陽能”，它可能位于海灣或海上，靠近風力或石油平臺。目前，鹽水光伏產(chǎn)業(yè)只有少數(shù)創(chuàng)業(yè)公司和試點項目，但潛力可能足以吸引未來幾年的投資。

想象一下，例如，紐約港浮動光伏系統(tǒng)的潛力：幾乎不受限制，只與航運競爭，并且坐在巨大的負載旁邊。多汁!

當然，清潔太陽能電池板的自動機器人

對于太陽能光伏電站的運營商而言，“污染” - 將風吹到沙子上或?qū)⑸匙哟档矫姘迳?- 可能是一個嚴重的問題，導致高達0.3美元/千瓦時的能量損失。

但要清潔它們也不便宜。根據(jù)GTM的報告，大多數(shù)第三方模塊清洗公司每個面板的收費約為0.25 美元，每次訪問可能會增加數(shù)千美元。污染的效率損失與清潔成本相比是一種微妙的(并且極其特定地點)平衡。

目前的洗滌選項是手動(軟管，刮刀)，半自動(機器人連續(xù)放置在每排的末端)，或完全自主(每行都有一個清潔機器人，它自己運行)。一些自主解決方案是無水的。

完全自治的市場仍然很小 - 它占全球太陽能市場的0.13%左右。一個大問題：下雨。在降雨量低和污染嚴重的地區(qū)，清潔只是一個問題。

GTM盡管如此，GTM認為，如果機器人供應商與模塊供應商合作更多，成本下降得更多，并且一些大型現(xiàn)有企業(yè)進入游戲，市場有很大的空間。預計機器人清洗PV的總量將從現(xiàn)在的1,905兆瓦增長到2022年的6,103兆瓦。

太陽能都在你的建筑物里

“建筑一體化光伏”(BIPV)被設計成材料，因此它是初始建筑(或大型改造)的一部分。從理論上講，它涵蓋了人們試圖將PV放入的各種材料，從窗戶到遮陽篷再到混凝土本身，其中一些材料市場規(guī)模很小。但GTM主要關注太陽能屋頂。

太陽能屋頂使用太陽能電池板作為帶狀皰疹，取代(而不是坐在頂部)傳統(tǒng)的屋頂。你可能還記得，埃隆馬斯克在2016年宣布特斯拉將進入太陽能屋頂時引起轟動。(就像馬斯克生活中的許多事情一樣，這種情況并不順利。)

GTM報告(尚未在線發(fā)布)對太陽能屋頂市場持懷疑態(tài)度。

它承認這些優(yōu)勢是巨大的。“這是一個相當嚴重的問題，住宅光伏的許多潛在客戶不喜歡它看起來如何，”GTM高級分析師和報告的主要作者Ben Gallagher告訴我。太陽能瓷磚提高了美感。

減少太陽能的前期“ 軟成本 ” - 客戶獲取，選址，工程，許可等等也是有利的。理論上，太陽能屋頂通過滑入已建成的施工過程避免了大部分。它需要較少的專業(yè)人工和較少的安裝工時。

GTM計算，“總可尋址市場”包括14個州，總計15.49吉瓦。“在幾乎所有這些州中，僅用于重新屋頂(或僅用于新屋頂)的需求超過了當前的光伏需求。

安裝了特斯拉的太陽能屋頂瓦片。 特斯拉但它從未起飛過。“從2010年到2017年，”GTM報道，“BIPV從未占到年度住宅屋頂裝置的1%以上。”

有什么問題?回到主題：“標準”屋頂太陽能的價格已經(jīng)變得如此便宜，以至于BIPV難以立足。大約13家嘗試過的公司要么已經(jīng)退出市場，要么已經(jīng)退出市場。

而且，雖然它承認太陽能屋頂市場存在巨大的不確定性，但GTM預計不會很快出現(xiàn)任何巨大的飛躍。兩件事將刺激市場：特斯拉可靠地生產(chǎn)太陽能屋頂和加利福尼亞州的新任務，所有新家庭都安裝太陽能。但即使有這些提升，BIPV仍將不到住宅屋頂市場的1%。(GTM還運行一個高端案例，市場迎頭趕上，大廠商進入市場，BIPV達到5%。)

其他一些支持PV的技術(更多機器人!)

除了上述內(nèi)容之外，還有一些在硅光伏生態(tài)系統(tǒng)中不斷增長的新興市場：

無人機： GTM即將發(fā)布一份關于無人機無人機(飛機機器人)的報告，該無人機可以監(jiān)控光伏電站，識別新生問題并幫助進行預防性維護。

智能逆變器：另一份即將發(fā)布的報告著眼于逆變器的最新進展，控制模塊上PV的小部件和字符串(即面板串)級別。Gallagher告訴我，他們越來越聰明，“來自字符串級別的數(shù)據(jù)越來越精細”。這將繼續(xù)改善光伏電站的性能(并降低價格)。

雙面板： Gallagher告訴我要注意兩側(cè)帶有PV的面板，它可以捕捉從地面反射的陽光，提高整體效率，據(jù)制造商說，高達30%。

棱鏡太陽能的雙面太陽能光伏。 棱鏡太陽能您將注意到，除了BIPV(一些太陽能屋頂板使用薄膜PV)之外，上述所有技術都致力于降低成本或促進硅PV的部署。

這就是我們現(xiàn)在所能期待的一切嗎?細胞級太陽能競賽結(jié)束了嗎?

太陽能組件技術的未來是......陰天

“至少在短期內(nèi)，”加拉格爾說，“硅基光伏替代品的市場并不存在。但是看起來更遠，很難說。“

目前，美國消費者的住房太陽能光伏支付費用幾乎是其國際同行的兩倍，這主要是因為軟成本。Gallagher說，未來幾年，太陽能電池板和逆變器將變得如此便宜，絕大多數(shù)太陽能成本將成為軟成本。“目前標準光伏組件的全球現(xiàn)貨價格約為每瓦0.32美元，”Gallagher說，“在未來五年內(nèi)，我們預計它將接近每瓦0.18美元至0.19美元。”

這意味著，在短期內(nèi)，新太陽能產(chǎn)品最強勁的市場將用于降低硅光伏軟成本的技術和技術。

“我不知道我們現(xiàn)在是否一定需要鈣鈦礦或量子點或'顛覆性技術'，”加拉格爾說。“我們需要專注于部署：使部署更容易，降低生命周期成本，降低資本成本。這些是光伏產(chǎn)業(yè)最重要的事情。“

至少在未來五到十年內(nèi)，對硅光伏替代品的投資將會有一段艱難時期。

鈣鈦礦研究。 丹尼斯施羅德/ NREL但這是市場的觀點。還有更廣泛的公共政策觀點。

雖然這個問題仍然存在爭議，但許多研究人員警告說，PV可能會走向高原 - 發(fā)展的“S曲線”的頂端 - 遠在它達到深度脫碳情景所設想的滲透之前。

擔心的重點是太陽能“價值通縮”。太陽能的每一個新的增量使得太陽能的所有其他增量值都少一些，因為所有太陽能同時產(chǎn)生能量，當太陽出來時，所有太陽能與其他所有太陽能競爭太陽能。為了保持競爭力，降低太陽能成本必須追逐一個后退目標。太陽能必須比它失去價值更快便宜。

能量存儲可以在一定程度上抵消這個問題，但是沒有任何存儲技術能夠做到這一點。他們警告說，長期保持太陽能競爭力的唯一方法是通過新的商業(yè)模式和集約化創(chuàng)新，包括太陽能核心的化學和細胞。(能源研究員瓦倫·西瓦拉姆(Varun Sivaram)在他最近出版的“太陽馴服”(Taming the Sun)一書中總結(jié)了這一論點。)

不是每個人都購買更廣泛的論點，但無論你是否購買，a)改革市場似乎顯然是值得的，因此它們更好地反映了太陽能的時間和地點依賴價值，為打擊價值通縮提供了必要的激勵; b)大幅提高聯(lián)邦在能源研究和創(chuàng)新方面的支出水平。

(幾十年來，人們一直在爭論更多的聯(lián)邦能源研究資金和更好的研究政策。盡管有各種好的論點，但資金仍然非常低，特朗普政府正在努力進一步削減它。盡管如此，它們?nèi)匀皇呛芎玫恼擖c。研究很好! )

坐下來認為太陽能已經(jīng)完成是不明智的，硅就是它，它已經(jīng)全部結(jié)束，但軟成本。如果僅僅因為脫碳是一項如此重要的工作，那么值得擁有一套多樣化的工具來防范突發(fā)事件。

玻璃管曾經(jīng)被Solyndra使用過，現(xiàn)在用于加州大學伯克利分校植物園的藝術裝置。這里有一個隱喻。 Justin Sullivan / Getty Images“其他太陽能組件技術會有一些空間”，加拉格爾說，“我不知道什么時候或者看起來會是什么樣子。”這或多或少都是專家知識的狀態(tài)。

所以我們應該對沖我們的賭注并繼續(xù)開發(fā)替代太陽能技術，只是因為我們不知道將會發(fā)生什么或者我們最終可能需要什么。

但是仍然。值得暫時停下來了解硅PV在過去10年中的主導地位是如何快速增長的。它跨越了太陽能市場，一個霸主，隨之形成了輔助市場。而且它變得更便宜，更便宜。

十年前，沒人預料到這一點。我想知道未來10年我們未能預料到什么。