PVtekniikan

PVtekniikan ala keskittyy valon suorasta muuntamisesta sähköenergiaksi fotovoltaisten solujen avulla. Se kattaa sekä teknologian kehittämisen että järjestelmien suunnittelun, asennuksen ja ylläpidon.

Keskeisiä teknologioita ovat kiteinen pi (Si) -solut sekä ohutkalvoteknologiat kuten CdTe-, CIGS- ja perovskiitti-solut. Kiteinen pi on edelleen yleisin materiaali teho- ja kustannustehokkuudessaan, kun taas ohutkalvot mahdollistavat joustavia ja kevyitä rakenteita sekä pienempiä materiaalikustannuksia tietyissä käyttökohteissa.

Järjestelmät koostuvat soluista moduuleiksi, joita voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan. Moduulit voivat tuottaa DC-virtaa, jota invertterin avulla muutetaan verkkovirran (AC) muodoksi. Usein käytetään myös MPPT-säätöä tehon optimoimiseksi, jotta vaihtuvista säteilyolosuhteista saadaan paras mahdollinen tuotto.

PV-teknologiaa sovelletaan sekä asuin- ja liikekiinteistöihin katoille että suuritehoisiin utility-scale -alueisiin, kuten aurinkopuistoihin. Järjestelmien tuki energianvarastoinnilla ja sähköverkon yhteensovittaminen on yleistymässä, mikä mahdollistaa paremman resurssien hallinnan.

Historia: fotovoltaikkan ilmiö havaittiin 1800-luvulla; 1954 Bell Labs kehitti ensimmäisen käytännöllisen solun; öljykriisien aikana tapahtui nopeaa kehitystä ja hinnat kertoivat laskuaan 2000-luvulla, minkä seurauksena PV on noussut merkittäväksi energiamuodoksi.

Taloudellisesti PVn kustannukset (LCOE) ovat laskeneet voimakkaasti, ja järjestelmille on tarjolla tukea sekä alentuneet asennuskustannukset. Tyypillinen elinikä on 25–30 vuotta, ja ympäristövaikutukset on huomioitava tuotantoketjussa sekä kierrätyksessä.

Tulevaisuuden suuntia: perovskiitti- ja tandem-solut lupaavat korkeampia hyötysuhteita sekä kustannussäästöjä. Tutkimus keskittyy kestävyyteen, kierrätettävyyteen ja älykkäisiin verkko-sovelluksiin sekä energiavarastointiin.