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Il tempo del film sottile al sole
Il basso costo di produzione del fotovoltaico che impiega film sottili di semiconduttore di cadmio-tellururo è stato a lungo visto come un potenziale per sollevare l'energia solare dal suo status di nicchia come fonte di energia molto costosa, fornendo meno di un ventesimo dell'1% dell'elettricità degli Stati Uniti.
Blitz solare: I pannelli solari a film sottile di cadmio-tellururo realizzati da First Solar sono installati su un tetto a Bamberg, in Germania, da Blitzstrom, un integratore di sistemi solari tedesco. La tecnologia a film sottile sta iniziando a competere con la tecnologia tradizionale al silicio, soprattutto in paesi come la Germania, dove gli incentivi finanziari sono forti.
Ora, dopo due decenni in cui la tecnologia al tellururo di cadmio è stata perseguitata da problemi di bassa potenza e affidabilità, si sta improvvisamente facendo strada nei mercati delle energie rinnovabili e competere con la tecnologia solare dominante di oggi: i pannelli solari al silicio. L'azienda dietro questa svolta tecnologica ha sede a Phoenix Primo solare , che afferma che la tecnologia potrebbe alla fine essere competitiva in termini di costi con le tradizionali fonti di elettricità a combustibili fossili.
First Solar ha accumulato una serie di grandi contratti e investimenti nell'ultimo anno per la sua tecnologia a film sottile. First Solar ha chiuso un'offerta pubblica iniziale di 400 milioni di dollari a novembre e tre mesi dopo ha concluso un accordo per la fornitura di una fattoria di pannelli solari da 40 megawatt in Germania che sarà una delle più grandi al mondo. E all'inizio di questo mese, la società ha rivelato di aver firmato contratti a lungo termine con acquirenti europei e canadesi per la fornitura di 685 megawatt di moduli per un valore di 1,28 miliardi di dollari. Quest'ultima cifra è particolarmente impressionante considerando che tutte le fabbriche di moduli solari negli Stati Uniti hanno spedito meno di 200 megawatt di fotovoltaico l'anno scorso.
Ken Zweibel, che ha diretto il National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti Programma di partenariato per film sottili per più di un decennio, afferma che First Solar è uscita dal coro ottenendo contemporaneamente una produzione di massa a basso costo e una rispettabile produzione di energia. Zweibel, che ha lasciato la NREL a gennaio per lanciare la propria azienda di film sottili utilizzando una tecnologia simile, si aspetta ulteriori miglioramenti su entrambi i fronti. Il tellururo di cadmio ha una chiara strada per la competitività dei costi con l'energia convenzionale, dice.
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Guarda le immagini dei pannelli solari a film sottile.
I pannelli a film sottile sono prodotti stratificando rivestimenti poco profondi di materiali semiconduttori su lastre di vetro, plastica o metallo, un concetto apparentemente semplice che è difficile da implementare su larga scala. I pannelli di cadmio-telluride in particolare sembravano finiti cinque anni fa quando BP solare , un ramo della compagnia petrolifera con sede a Londra, ha interrotto quello che era stato il più grande sforzo di commercializzazione del cadmio-telluride.
BP Solar aveva aperto un impianto di moduli di cadmio-tellururo nel 1998 progettato per produrre otto megawatt di moduli all'anno, ma non ha mai superato un megawatt. La creazione di film con specifiche rigorose si è rivelata più difficile del previsto. E la società era preoccupata per l'immagine del prodotto, dato l'uso del cadmio, un metallo pesante tossico. E BP è inciampata nel mercato quando l'efficienza con cui i suoi primi moduli commerciali di cadmio-tellururo hanno assorbito l'energia solare è passata dall'8% di efficienza al 6% dopo poche settimane sui tetti.
First Solar, fondata nel 1999 da una startup precedente chiamata Solar Cells e con un'infusione di 250 milioni di dollari dal fondatore di Walmart John Walton, ha continuato a modificare il suo processo di produzione. L'azienda ha affrontato le preoccupazioni sulla tossicità del cadmio creando un programma di riciclaggio garantito per il ritiro dei pannelli alla fine della loro vita utile. I funzionari dell'azienda non commenteranno in anticipo di una dichiarazione di guadagni. Ma i documenti dell'azienda dicono che ha progressivamente aumentato la produzione nel suo primo impianto a Perrysburg, OH, da poche centinaia di kilowatt di moduli all'anno nei primi anni a 75 megawatt l'anno scorso. First Solar ora produce più di 100 megawatt di pannelli all'anno, grazie a un nuovo impianto in Germania.
First Solar afferma di trasformare lastre di vetro da due piedi per quattro piedi in moduli pronti per la spedizione in 2,5 ore, con un'efficienza energetica superiore al 9%, rispetto a circa il 7% nel 2004. Questa combinazione, afferma First Solar, ha ridotto drasticamente il costo per watt da $ 2,94 nel 2004 a $ 1,29 oggi, un periodo in cui la crescente domanda di silicio di alta qualità ha gonfiato il costo di produzione di pannelli di silicio tra $ 2,50 e $ 3,00 per watt o più.
Sviluppatori tedeschi di energie rinnovabili come Juwi Solar , gruppo Gehrlicher , e Corrente di fulmine ha iniziato a utilizzare i moduli First Solar in grandi installazioni sul tetto e parchi solari sul campo nel 2005. A febbraio, Juwi Solar ha scelto i moduli di First Solar per il suo parco solare da 40 megawatt in Sassonia; al suo completamento nel 2009, i 550.000 moduli First Solar del parco copriranno un'area pari a 160 campi da calcio.
Alla conferenza Solar 2007 a Cleveland all'inizio di questo mese, First Solar COO Chip Hambro ha affermato che l'azienda prevede di ridurre il prezzo dei moduli (rispetto al costo di produzione) da più di $ 2 per watt oggi a $ 1,25 per watt o meno entro cinque anni. La società lo farebbe in gran parte aumentando ulteriormente la potenza dei moduli.
La startup di Zweibel, PrimeStar Solar , con sede a Golden, CO, punta anche su una maggiore efficienza. PrimeStar cerca di commercializzare un design del modulo più sofisticato sviluppato presso NREL, che detiene il record di efficienza per le celle prodotte in laboratorio al 16,5% (rispetto al 14,5% per le migliori celle da laboratorio di First Solar). Zweibel afferma che la tecnologia del tellururo di cadmio offre un chiaro percorso fisico per ridurre il costo dell'energia solare da 15 a 30 centesimi per chilowattora oggi a 5 centesimi per chilowattora, appena al di sopra del costo medio dell'energia a carbone negli Stati Uniti.
Tuttavia, l'impianto originale di First Solar in Ohio è ora ampiamente ammortizzato, il che significa la perdita di un vantaggio economico. Poiché First Solar produce di più dal suo nuovo impianto di moduli in Germania e da un terzo impianto che è in corso in Malesia, la società potrebbe avere più lavoro da fare per mantenere la sua promessa di ridurre il prezzo per un watt di modulo a meno di $ 1,25.