en solcell vars översta lager består av indiumgalliumfosfid, mellanlagret av galliumarsenid och det understa lagret av indiumgalliumarsenidIndium är ett oerhört sällsynt ämne, som jag skrev om i våras.
Enligt vissa beräkningar finns det endast cirka tretton års utvinningsbara indiumreserver kvar vid nuvarande produktionstakt. Även om detta skulle visa sig vara för pessimistiskt kan vi i alla fall konstatera att det inte finns några större mängder indium att tillgå.Den höga verkningsgraden hos de nya solcellerna från Sharp får därmed mest ses som kuriosa och är inte någon framkomlig väg mot energiersättning i stor skala. Världen får därför hålla tillgodo med kiselbaserade solceller och en verkningsgrad kring 20%.
Man kunde i våras också läsa i Ny Teknik om företaget First Solar, som uppnått en drömgräns genom att producera solceller för under en dollar per watt. Men även här finns en liknande hake.
First Solar använder tunnfilmsteknik baserad på cadmium-tellurid (CdTe) som bara kostar en tredjedel av solceller av kiselOm tellur skrev jag också i våras.
Tellur är till och med mer sällsynt än platina i jordskorpan och framställs i ytterst små mängder som biprodukt vid kopparbrytning (omkring ett kilo från ett tusen ton kopparmalm).Skulle First Solar försöka producera sina solceller i mängder som skulle lämna ett meningsfullt bidrag till jordens energiförsörjning skulle de alltså snabbt märka att en av råvarorna helt enkelt inte fanns tillgänglig. Långt innan dess skulle de dock ha drivit upp världsmarknadspriset på tellur till rekordnivåer och då skulle solcellerna inte längre vara så billiga att producera.
I sammanhanget frågar jag mig varför solceller av kisel är så dyra att producera - råvaran är ju inte särskilt sällsynt. Jag vet tyvärr inte tillräckligt om det, men det höga priset får mig att tro att det någonstans i processen går åt en massa energi.
Sammanfattningsvis kan man konstatera att solcellerna inte kommer att kunna leva upp till de högt ställda förhoppningar som många har om dem. Det känns tråkigt att ständigt framstå som "party pooper", men vad gäller energialternativ presenteras jämt de positiva sidorna och de ses som lösningar för framtiden. Då är det på sin plats att påpeka alla obehagliga fakta som företaget och journalisten "glömt bort".
Läs andra bloggar om solenergi, råvaror, energi
Inlägg
Du har så rätt Flute.
SvaraRaderaSamtidigt är det ju inga problem med storleken på solceller, iaf inte för privatbruk, så jag tycker industrin gör sig en otjänst genom att hetsa mot högre verkningsgrad.
Ett normalt villatak är redan vid 20% verkningsgrad tillräckligt stort för hushållets elbehov (om man nu kunde sprida ut solen jämnt över dygnet och året...).
Vad man borde koncentrera sig på är utveckling av solceller som använder så vanliga råvaror som möjligt, ex just kisel, även om det råder brist även på fint kisel. Men kiselcellerna använder förstås också silver och koppar, som inte skalar.
Tillverkning av kisel för halvledarbruk, såsom solceller, lär kräva stora mängder ultrarent vatten och elkraft. Det lär vara på gång med återvinning av kisel samt från smartdevice-halvledarindustrin. Frågan är bara hur mycket det räcker till..
SvaraRaderaTyvärr finns solen på sommaren, och energibehovet på höst vid skörd och vinter för värme och ljus.
Jag gjorde ett försök att beräkna storleken på ett teoretiskt batteri (zink-syrgas) för att lagra vinterns energibehov för en villa. Det skulle åtgå något ton zink per villa och batteri...
Man kan ju försöka lagra i vätgas men det är ju också förknippat med problem.
Råd: Köp ett par hektar mark, odla salix, ask, eller poppel. Bränn dem själv. Det ämnar jag göra.
Tisgift
Nu vet jag inte vilken renhetsgrad solcellskisel behöver ha, men kisel för att tillverka IC-kretsar kräver mer än en MJ/gram.
SvaraRaderahttp://eprints.usq.edu.au/707/1/Parsons_Environmental_impact_of_semiconductors.pdf
Får se om jag kan hitta lite färskare siffror på energiförbrukning och hur mycket kisel det går åt i billiga kiselsolceller med lite lägre verkningsgrad. (Billiga amorfa kiselsolceller har dock bara verkningsgrad i storleken 5-10%.)
Tillgången beror nog på vem man frågar. Se exempelvis:
SvaraRadera"We therefore conclude that based on mining reserves (100 years at a rate of 500 mt of virgin indium per year), plus residue reserves (30 years at a rate of 500 mt per year), combined with continued improvements in recoveries of virgin and reclaimed materials, and on-going exploration, the world will not run out of indium."
Källa:
www.indium.com/_dynamo/download.php?docid=552
Så "kanske" finns det tillräckligt för att bygga en del solceller?
Bra genomgång. Som sagt är det nog få som tänker så långt utan låser sig på verkningsgrad eller ekonomi.
SvaraRaderaVad tror du om den här enklare typen av solceller med paraboliska speglar som värmer vätska som driver turbin?
http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/solenergi/article536945.ece
Jag tycker det verkar ganska lovande även om formuleringen "Det räcker med en yta i Saharas öken som motsvarar ett mindre europeiskt land" känns lite optimistisk. :-)
Anders - det där med indium tål att kolla upp. Men jag är lite tveksam vilka förutsättningar indium.com har för sina förutsägelser. Den jättelika användningsökning som det skulle bli vid storskalig produktion av dessa supereffektiva solceller finns troligen inte med i deras beräkningar. Men som sagt - tål att kollas upp.
SvaraRaderaHelt korrekt, den nuvarande takten är 500 ton per år och då räcker det i 100 år.
SvaraRaderaSka vi bygga solceller räcker nog inte de här 500 tonnen långt.
Undrar hur mycket indium det går åt per solcell?
Solceller i all ära om man behöver elektricitet men med tanke på verkningsgraden så fattar varenda kotte att det inte är speciellt lönsamt.
SvaraRaderaSolvärme element däremot har vad jag hört en verkningsgrad runt 80%
Alltid kul att läsa igenom gamla inlägg och inse att man lärt sig något sen senast.
SvaraRaderaFörst bara en liten replik på Lord Metroids kommentar: En verkningsgrad på 20% blir helt ok om du räknar in att energikällan är helt gratis (dock inte marken den står på..). Får du in 8 kwh/m2 om dagen (dvs en helt ok öken), så pratar vi ~600 kWh/m2 på ett år, vilket ändå är ett hyfsat eltillskott. För svenska förhållanden får man kapa med en faktor 3-4, vilket gör lönsamhet klart mer marginell.
Angående kiselcellens höga kostanader, så är en av de höga kostnadsposterna för kiselsolceller just kislet. För att kunna få ut en vettig verkningsgrad måste det vara extremt rent, vilket är en väldigt energiintensiv process. Det pågår dock en hel del forskning för att kunna rena kisel med hjälp av fluidized bed reactors (FBR) istället för dagens siemensprocess. Dock är kvaliteten på kislet av denna alternativa metod klart lägre och i dagsläget blandar man FBR-kisel med det gamla vanliga för att uppnå tillräckligt hög renhet.
Sen är det också flera steg i produktionen från kvarts till takdekoration: kiselfabrik -> solcellsfabrik -> modulfabrik -> installation, där varje steg ska ha sin mellanskillnad. Speciellt installation står för en del av kakan där kostnaderna är lätt att kapa, men rent allmänt så krävs det en stor energiinvestering initialt. EROEI för de mest prisvärda kiselcellerna ligger i dagsläget på drygt 1 år (om man får lita på folk inom branschen), vilket gör att man i slutändan kan gå med rätt fin vinst då de ska producera åtminstone 80% så mycket elektricitet efter 25 års användande.