haku: @keyword solar energy / yhteensä: 15
viite: 3 / 15
| Tekijä: | Nissilä, Elina |
| Työn nimi: | Techno-Economic Feasibility Analysis of Concentrating Photovoltaics: Current Status and Future Projections |
| Teknis-taloudellinen kannattavuusanalyysi keskittävästä aurinkosähköstä (CPV) nyt ja tulevaisuudessa | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2014 |
| Sivut: | x + 108 s. + liitt. 3 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Teknillisen fysiikan laitos |
| Oppiaine: | Energiatieteet (F3002) |
| Valvoja: | Lund, Peter |
| Ohjaaja: | Vartiainen, Eero |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201412113211 |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 2458 | Arkisto |
| Avainsanat: | 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 |
| Tiivistelmä (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. |
| Tiivistelmä (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. |
| ED: | 2014-12-21 |
INSSI tietueen numero: 50220
+ lisää koriin
INSSI