search query: @keyword solar energy / total: 15
reference: 3 / 15
« previous | next »
Author:Nissilä, Elina
Title:Techno-Economic Feasibility Analysis of Concentrating Photovoltaics: Current Status and Future Projections
Teknis-taloudellinen kannattavuusanalyysi keskittävästä aurinkosähköstä (CPV) nyt ja tulevaisuudessa
Publication type:Master's thesis
Publication year:2014
Pages:x + 108 s. + liitt. 3      Language:   eng
Department/School:Teknillisen fysiikan laitos
Main subject:Energiatieteet   (F3002)
Supervisor:Lund, Peter
Instructor:Vartiainen, Eero
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201412113211
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  2458   | Archive
Keywords:concentrating photovoltaics
multijunction solar cell
solar energy
levelized cost of electricity
value chain analysis
new energy technologies
keskittävä aurinkosähkö
moniliitoskenno
uusiutuva energia
aurinkoenergia
uudet energiateknologiat
sähköntuotannon kustannukset
arvoketjuanalyysi
Abstract (eng):In concentrating photovoltaics (CPV), optics is harnessed to concentrate sunlight into small multi-junction (MJ) solar cells, and thus the highest solar module performances have been reached.
With the new and promising, but debated technology, it is aimed at lowering levelized cost of electricity (LCOE) by replacing expensive cell material by cheap optics, and at lowering the material use and needed module area.
High-concentrators (300-2000 suns) were in the main focus.
CPV requires high direct normal irradiance and dual-axis tracking.
Thus the suitable locations are in hot and dry regions, and the capacity factor is usually higher than for fixed non-concentrating photovoltaics (PV).

Technical study was started from the operation principle of MJ cells and continued to the components and system level review to illustrate both the challenges and the opportunities.
From the economic view, the cost and risks of CPV-generated electricity were of interest.
The material need and the MJ cell cost break-down were derived by combining pieces of information from multiple sources, and similarly to the technical side of the analysis, the investigation was continued to the system level cost breakdown to understand the importance and replaceability of different parts and the whole value chain of CPV.

All the findings were utilized in the case studies, where Turkey and Chile were selected for a more in-depth analysis in terms of their suitability for CPV installations.
A brief market analysis was carried out, with the goal of showing how numerous factors can impact on the investment feasibility.
LCOE, payback times and net present values of a 10 MW CPV installation were calculated based on the assumptions, the sensitivity of which was studied as well.
Possibility for solar incentives was ignored.

Three scenarios were created: investment taking place in 2014, in 2020 and in 2030.
It was found that CPV is very competitive with PV already today in high-DNI Chile, but in Turkey, similar competitiveness could be reached perhaps only in 2030.
In Chile, both technologies are already now very competitive also with conventional fossil fuel power sources, but in Turkey, PV could reach this only by 2020.
The next step for a more reliable feasibility analysis would be to base the calculations on real offers from CPV manufacturers and on a pilot project for more accurate performance forecasts.
CPV could bring a competitive edge compared to PV-competitors in certain regions.
Abstract (fin):Keskittävällä aurinkosähköllä (CPV) tarkoitetaan aurinkopaneeleita, joissa optiikan avulla keskitetään auringonvaloa pieniin, huipputehokkaisiin moniliitoskennoihin - näin säästetään kennopinta-alaa, materiaaleja ja pyritään alentamaan sähköntuotannon kustannuksia.
Työssä tutkittiin ensisijaisesti 300-2000 -kertaisesti keskittävää kennotyyppiä.
Teknologia on uudehko ja kiistelty, mutta lupaava.
Edellytyksenä on korkea suoraan saapuvan säteilyn määrä: CPV sopii erityisesti kuiville ja kuumille alueille kääntöpiirien tienoille.
CPV vaatii tarkan tulevan säteilyn keskittämisen, joka onnistuu vain kohdistamalla moduulit aktiivisesti aurinkoa kohti seurantalaitteen avulla, mutta toisaalta kapasiteetin huipun käyttöaste kasvaa kiinteästi asennettuihin aurinkopaneeleihin nähden.

Teknologiatarkastelu aloitettiin toimintaperiaatteen selventämisestä niin kenno-, paneeli- kuin systeemitasolla, sekä haasteiden ja mahdollisuuksien kartoittamisesta.
Taloudellisesta näkökulmasta CPV:n kustannustasoa nyt ja tulevaisuudessa selvitettiin jakamalla kulut materiaaleittain/komponenteittain, ja arvioimalla kunkin kehitysnäkymiä sekä arvoketjua erikseen.
Tietoa hankittiin moninaisista lähteistä, myös alan asiantuntijoiden haastattelujen ja vierailujen kautta.

Tarkempi kustannus- ja markkina-analyysi suoritettiin Turkille ja Chilelle.
Sähköntuotannon kustannus, takaisinmaksuaika ja investoinnin nettonykyarvo laskettiin niin perinteiselle ei-keskittävälle aurinkosähkölle (PV) kuin CPV:lle huomioimatta mahdollisia aurinkosähkön tukia.
Kolme skenaariota olettivat 10 MW CPV-laitoksen investoinnin tapahtuvan vuosina 2014, 2020 ja 2030.
Konservatiivisiin lukuihin pohjautuva vertailu osoitti, että CPV Chilessä on potentiaalisesti jo nyt edullisempaa kuin mikään muu sähköntuotantomuoto, mutta myös PV on hyvin kilpailukykyinen.
Turkissa säteilytasot ovat alhaisempia, ja CPV pystyykin ennusteiden mukaan kilpailemaan PV:n kanssa vasta 2030.

Markkinatutkimus muistutti riskeihin varautumisen tärkeydestä näissä maissa.
Herkkyysanalyysi osoitti, miten pieniä operointikulut ovat investointikustannusten rinnalla, ja miten tärkeää on tietää niin säteily- kuin inflaatiotasot tarkasti.
Tulokset ovat lupaavia, ja luotettavammat luvut saataisiin vain toteuttamalla pilottiprojekti, jolloin moduulien tuottoa voitaisiin tarkemmin ennustaa ja moduulien hinta saataisiin tarkasti arvioitua tarjouspyyntöjen kautta.
CPV-teknologian hyödyntämisen kautta voi olla mahdollista saavuttaa kilpailuetua PV-kilpailijoihin nähden alueilla, joissa suoran säteilyn tasot ovat korkealla.
ED:2014-12-21
INSSI record number: 50220
+ add basket
« previous | next »
INSSI