Сколько серебра нужно для производства солнечных панелей?

В США федеральные налоговые стимулы для покупок технологий, связанных с возобновляемой энергии, истекают в 2022 году. Покупатели активно используют эту возможность, экономя деньги и сокращая углеродный след.

Приближение 2022 года привело к импульсным покупкам. В настоящее время многие ищут информацию о новых системах возобновляемой энергии и какие материалы используются для производства солнечных панелей.

Почему серебро?

Серебро является важной составляющей фотоэлектрических (PV) панелей. Производители солнечных батарей превращают серебро в пасту и используют ее при изготовлении кремниевых пластин. Когда солнечный свет достигает панели, кремний высвобождает электроны. Серебро же проводит полученный электрический ток к зданию или батарее для хранения.

В последнее время производители ограничили количество серебра, используемое в каждой панели. Недавнее повышение цены металла вызвало финансовые трудности у компаний, работающих в сфере солнечной энергетики. За последний год цена серебра выросла более чем на 70%.

Согласно ожиданиям специалистов, по мере открытия экономик после пандемии цена продолжит подниматься. Последствия роста серебра в настоящее время отражаются в снижении использования драгметалла в солнечных элементах с 400 до 130 миллиграммов в период с 2007 по 2016 год.

Ученые-экологи также прогнозируют увеличение выработки энергии. Без использования самых проводящих металлов повысить эффективность панелей довольно сложно. Требуемое повышение эффективности использования солнечной энергии ставит ребром вопрос: «Нужно ли солнечным панелям серебро?»

Нуждаются ли солнечные панели в серебре?

Некоторые эксперты ожидают, что коэффициент полезного действия серебряных солнечных элементов выровняется по сравнению с текущим. Электропроводящие свойства материала играют чрезвычайно важную роль для производства энергии, что затрудняет полное исключение серебра. Чтобы оценить значимость данного металла, нужно изучить его проводящие свойства.

Серебро — металл с самой высокой проводимостью. По шкале проводимости от 0 до 100 серебро демонстрирует максимальную эффективность. Материал также относительно пожаробезопасен, а это означает, что он не склонен к искрообразованию.

Кроме того, это легкий металл, позволяющий крышам выдерживать вес панели. Уникальные свойства серебра делают его ценным компонентом фотоэлектрических систем.

На данный момент уровни эффективности панели составляют от 15% до 20%, что делает серебро необходимым фактором для расширения производства энергии. Эксперты полагают, что технологические достижения приведут к увеличению выработки электроэнергии солнечными панелями.

Повышение эффективности при одновременном сокращении использования серебряного металла требует дальнейших углубленных исследований PV. Ученые могут использовать спектроскопию в ближней инфракрасной области для измерения отражательной способности некоторых материалов. Одна компания уже применяла этот метод для оценки контроля качества и эффективности использования материалов.

Они обнаружили, что каждый элемент уникальным образом влияет на производительность. Исследователи сосредоточились в основном на отражательной способности стекла, но эту технологию можно использовать для изучения эффективности металла.

При дальнейшей оценке ученые смогут выяснить, насколько необходимо серебро, или же можно подобрать аналогичный проводник.

Специалисты продолжают искать рентабельные решения для поддержки целей Парижского соглашения. Президент США Джо Байден планирует увеличить число источников возобновляемой энергии с нынешних 2%, отведенных на солнечную энергию. Когда коэффициент полезного действия повысится, а цены снизятся, закупки солнечных батарей для коммерческих и жилых помещений продолжат расти.

Текущие исследования в солнечной энергетике

Над решением проблемы роста цены серебра и повышения эффективности работают многие исследователи. Одним из жизнеспособных и экономичных вариантов является медь. Этот материал обладает аналогичными характеристиками по выработке энергии, но ученые видят потенциальные сложности.

Медь сложно использовать в трафаретной печати, что создает барьер для использования традиционных панелей. В попытках повысить эффективность исследователи также рассмотрели возможность изменения конструкции панели. Они реконструировали солнечные элементы, приблизив их друг к другу с помощью более тонких соединений и снизив необходимый объем серебряного металла.

К сожалению, реконструкция была дорогостоящей, что ограничило возможность увеличения продаж. При дальнейшем исследовании специалисты смогут найти надежное решение проблем, связанных с серебром.

В отчете S&P Global говорится, что инновации в процессах трафаретной печати, при которой серебросодержащие пасты наносятся на солнечные элементы в виде полос, являются одной из причин снижения запасов физического серебра.

Требования потребителей

Пандемия COVID-19 способствовала дальнейшему росту экологического консьюмеризма. Чтобы оставаться конкурентоспособными в отрасли, компании должны повышать устойчивость своей практики и соответствовать требованиям потребителей. Они могут достичь этого путем перехода на фотоэлектрические системы.

Повышенный спрос может подтолкнуть производителей солнечных панелей к оценке рентабельных решений. Как только отрасль пересмотрит зависимость от серебра, фотоэлектрические системы станут доступнее, что поможет достичь цели Парижского соглашения.

Заключение

По данным Silver Institute, в 2020 году мировое предложение серебра составило 976,2 млн унций, а в 2021 году — 1.056,3 млн. Мировой спрос на серебро в 2020 составил 896,1 млн унций, а оценка на 2021 год — 1.033,0 млн.

Мы прогнозируем медленное сокращение спроса на серебро в период с 2020 по 2023 год, поскольку объем фотоэлектрических мощностей, добавляемых в год, будет падать, в то время как темпы экономии серебряного металла в фотоэлектрических панелях снизятся.

Алекс Лаугарн, CRU Group

В начале 2000-х спрос на серебро со стороны солнечной энергетики составлял менее процента от общего спроса. Согласно данным Metals Focus, в 2019 году на фотоэлектрический сектор пришлось 10%, что составляет 98,7 млн ​​унций при общем спросе в 991,8 млн.

Согласно We Recycle Solar, на серебро приходится до 6% от общей стоимости сборки каждой солнечной панели, а средняя панель требует до 20 граммов серебра.

Лондонская консалтинговая компания CRU изучила взаимосвязь между спросом на солнечную энергию и тенденцией на рынке серебряного металла. Исследование показало, что по состоянию на 2018 год промышленность по производству солнечных панелей потребляла около 8% годового мирового предложения физического серебра.

Флориан Клемент из Института систем солнечной энергии им. Фраунгофера ISE, крупной немецкой исследовательской группы, ожидает, что отрасль сможет вдвое сократить использование серебра на элемент в течение ближайшего десятилетия.

Как сказал Клемент, ожидается, что снижение до 50 миллиграммов на ячейку станет возможным в течение следующих 10 лет.

По словам аналитиков CRU Group и Metals Focus, это сокращение и изменение в темпах установки солнечных батарей во всем мире являются ключевыми факторами ожидаемого падения спроса на серебро со стороны фотоэлектрических систем.