クリーン エネルギー技術が商業的成功を収める方法 – pv magazine USA

アナリストは、First Solar のテルル化カドミウム薄膜太陽電池モジュールの開発を含め、クリーン エネルギー技術のラボから市場への経路を研究しています。

研究開発は新しい技術の開発に不可欠ですが、研究室から市場に移行する前に克服しなければならない多くの障害があります。 国立再生可能エネルギー研究所 (NREL)、共同戦略エネルギー分析研究所 (JISEA)、および米国エネルギー省 (DOE) のアナリストは、4 つのクリーン エネルギー技術の最初の商業化に関するケース スタディを分析しました。パネル、風力タービン、冷凍用の 2 段階蒸発器、マテリアル ハンドリング機器用の燃料電池などがあります。

ケーススタディ全体の調査結果— エネルギー研究の最前線 この記事は、商業化への成功に共通する 3 つの要素を明らかにしました。 (2) 政府の規制、R&D の優先事項、および市場の力を適切に調整する。 (3) 技術の準備と市場機会の間の適切なタイミング。

「これらの調査結果は、クリーン エネルギー投資の意思決定に情報を提供し、R&D からの利益を最大化し、生産的で低排出の未来への移行を進めるのに役立ちます」と、DOE の技術マネージャーで共同執筆者の Wyatt Merrill 氏は述べています。

薄膜ソーラーのケース スタディは、1980 年代から 2000 年代にかけて DOE ソーラー研究の恩恵を受け、研究パートナーシップで DOE の資金を直接受け取った米国を拠点とするメーカーである First Solar に焦点を当てています。 研究者らは、First Solar が初期の成功を収めたのは、薄膜 PV 技術の最初の主要市場での規制ニーズに対応し、準備が整った市場向けの価格と時間で実証済みの製品を確立したことにあると考えています。

薄膜研究の初期段階における顕著な進歩は、塩化カドミウム (CdCl) を使用して (当時) 15.8% のセルの記録を示しました。2) 熱処理工程。 First Solar は、CdTe ベースのモジュールをより大規模に製造するための高速気相輸送蒸着製造技術を共同開発しました。 適切なデバイス効率とスケーラブルな製造手順が整ったことで、R&D の焦点は製品の信頼性のテストと検証に移行しました。 First Solar は、試験基準、製品品質認証、および DOE が資金を提供し、アリゾナ州立大学と NREL が主導する屋外試験施設を使用して、2003 年までに、同社のモジュールがソーラー市場に参入する準備ができていることを証明しました。

First Solar は、2000 年代に強力なドイツのソーラー市場に参入しました。 しかし、その最初のモジュールは、エネルギー性能と規制要件を満たす必要がありました。これには、電子廃棄物規制と、カドミウムなどの特定の有毒物質の使用に関する制限が含まれていました。 2004 年の取り組みは、CdTe PV モジュールの排出量とリサイクル可能性に関する懸念を、独立した査読済みの研究で解決するのに役立ちました。 2004 年後半、First Solar はドイツの PV 市場で化合物薄膜半導体モジュールの最初の契約を獲得しました。これは CdTe PV の商業的転機となりました。 2005 年、First Solar は、進化する EU の政策指令に対応するためのモジュール回収およびリサイクル プログラムを発表しました。この取り組みは、First Solar の規制問題への対応力を伝えるのに役立ち、重要な市場にアクセスするのに十分なリスクに対する一般の認識に対処しました。

CdTe モジュールはシリコンベースのパネルよりも効率が劣りますが、製造コストが低く、2000 年代半ばから 2010 年代半ばまでワット当たりの最低価格を達成しました。 同時に、ヨーロッパでの PV 製品の需要は供給を上回り、First Solar はその技術を活用することができました。

「薄膜 PV のケース スタディは、この技術の最初の主要市場における規制ニーズに対応することの重要性を示しています」と、DOE の技術マネージャーで共同執筆者の Marie Mapes 氏は述べています。 さらに、市場の準備が整った価格と時期に実績のある製品を確立することが、早期の成功につながりました。

薄膜 PV のケース スタディの主な調査結果は、3 つの主要な商業化戦略の使用の成功を特定しました。それは、官民パートナーシップによる商業的に関連する多くの投入による技術の開発、設定された技術コスト目標の調整、およびそれらを達成した製品開発、およびタイミングです。技術の準備と市場機会の両立。 First Solar の薄膜開発は、何十年にもわたる政府の資金提供の恩恵を受け、基礎的な材料研究と一貫した試験基準を可能にしました。 その結果、適切な製品を適切なタイミングで提供する準備が整った企業が生まれました。 信頼性が証明された CdTe 太陽光発電は、クリーン エネルギー市場での低コストの代替品であり、チャンスの窓が開かれており、このソーラー技術の早期の商業化の成功を可能にしました。

4 つのケース スタディでは、技術、研究開発、官民パートナーシップの適切なバランスと、規制と市場の力の調整、および適切なタイミングが、クリーン エネルギー技術の最初の商業化の成功にどのようにつながるかを強調しています。

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