太陽光発電の応用

太陽光発電は、太陽光発電と呼ばれるデバイス半導体によって太陽光から直接得られる再生可能エネルギー源から電力を生産する電源である。 この種のエネルギーは、主に流通網を通じて大規模に電力を生産するために使用されますが、無数のアプリケーションや自律的な機器を供給したり、電力網から山間部シェルターや孤立した住宅を供給することもできます。 近年、再生可能エネルギーの需要が高まっているため、太陽電池や太陽光発電設備の製造はかなり前進しています。 彼らは環境保護のドイツ人とEurosolarの組織が1,000万の太陽の屋根の創設のための資金を確保した2000年から量産を開始した。

光起電性エネルギーは、その運用中にいかなる種類の汚染も発生せず、温室効果ガスの排出を回避するために寄与している。 その主な欠点は、その生産が太陽放射に依存することです。したがって、セルが太陽に対して垂直に整列していないと、入射エネルギーの10〜25%を失います。 その結果、ソーラートラッカーの使用は、エネルギー生産を最大化するためにネットワーク接続工場で普及してきました。 生産はまた、パネル上に堆積した太陽、雲、汚れの不足などの悪天候の影響を受けます。 これは、電力供給を保証するためには、化石燃料、水力エネルギーまたは原子力エネルギーの燃焼に基づく発電所などの管理可能な他のエネルギー源でこのエネルギーを補うことが必要であることを意味する。

技術進歩、規模の精巧さと経済のおかげで、最初の商業太陽電池が建設され、効率が向上し、発電コストが安定しています。地理的地域の数が増加し、ネットワークパリティに達しています。 現在、ソーラー設備で生産される電力のコストは、ヨーロッパ、中国、インド、南アフリカ、米国では、kWhあたり0.05~0.10ドルです。 2015年には、アラブ首長国連邦(0.0584 $ / kWh)、ペルー(0.048 $ / kWh)、メキシコ(0.048 $ / kWh)のプロジェクトで新たな記録が達成されました。 2016年5月には、ドバイの太陽光オークションが0.03 $ / kWhの価格に達しました。

太陽光発電の応用

太陽光パネルの大規模な工業生産は1980年代に始まり、その多くの用途の中で強調されることができます:

テレコミュニケーションとシグナリング
太陽光ソーラーエネルギーは、地方局電話、ラジオおよびテレビのアンテナ、中継局マイクロ波および他の電子通信リンクに見られるものを含む、電気通信用途に理想的である。 これは、ほとんどの通信用途では、蓄電池が使用され、電気設備は通常直流(DC)で行われるという事実による。 丘陵地帯や山岳地帯では、波や地形によってラジオやテレビの信号が干渉したり反射したりすることがあります。 これらの場所では、地域住民の間で信号を受信して​​再送信するために低出力送信機(LPT)が設置されています。

光電池は、例えば、SOS(緊急電話)の道路、鉄道信号、航空保護用のビーコン、気象ステーション、または環境および品質データの監視システムなどの緊急通信システムに電力を供給するためにも使用されます。 水。

絶縁されたデバイス
集積回路のエネルギー消費の減少は、1970年代後半にRoyal Solar、Sharp EL-8026またはTeal Photonなどの計算機で太陽電池を電力源として使用することを可能にした。

また、光電池を使用する他の固定装置は、電気ネットワークへの接続コストまたは使い捨てバッテリの使用が非常に高価な場所で、過去数十年に使用が増加している。 これらの用途には、例えば、日除け灯、水ポンプ、駐車メーター、緊急電話機、ゴミ圧縮機、一時的または永久的な交通負荷ステーションまたは遠隔監視システムの信号が含まれる。

地方電化
わずかな電力しか必要とせず、ネットワークへのアクセスが困難な孤立した環境では、太陽光パネルは、経済的に実行可能な代替手段として数十年間使用されています。 この可能性の重要性を理解するためには、世界人口の約4分の1が依然として電力にアクセスできないことに留意する価値がある。

途上国では、多くの村が最も遠い地域にあり、最も近い電力網から数キロ離れています。 その結果、地方の家庭や医療施設に電力を供給するために、太陽光エネルギーがますます組み込まれています。 例えば、インドの遠隔地では、田舎の照明プログラムが、灯油ランプに代わる太陽エネルギーで動力を与えられるLEDランプを使用して照明を提供している。 ソーラーランプの価格は、数ヶ月にわたり灯油の供給コストとほぼ同じでした。 キューバやその他のラテンアメリカ諸国は、従来の電力供給から遠く離れた地域に太陽光エネルギーを供給するよう働いています。 これらは、地元住民の社会的および経済的利益が太陽光発電パネルを設置する優れた理由を提供する分野ですが、通常、この種の取り組みは特定の人道的取り組みに委ねられています。

ポンプシステム
PVはまた、灌漑、田舎と家畜の水の飲料水、または水の淡水化のためにポンプ輸送するために使用されています。

太陽光発電システム(風力発電のようなもの)は、一般的な電力網にアクセスすることが不可能であるか、または非常に高価な場合に非常に有用です。 それらのコストは、操作およびメンテナンスのコストが低いため一般的に安価であり、内燃機関によって動力を供給されるポンプシステムよりも環境への影響が低く、信頼性も低い。

使用されるポンプは、交流(AC)または直流(DC)のいずれかであり得る。 通常、DCモータは最大3kWの中小用途に使用されますが、大型の用途では、ACモータは、使用のために太陽電池パネルからのDC電流を変換するインバータに接続されて使用されます。 これにより、複雑な灌漑システムや貯水池の供給に使用できる0.15kWから55kWを超える寸法システムが可能になります。

ハイブリッドソーラーディーゼルシステム
光電池の太陽エネルギーのコストの低下により、ハイブリッドソーラーディーゼルシステムの使用も拡大し、このエネルギーをディーゼル発電機と組み合わせて、連続的かつ安定した方法で電力を生産している。 これらのタイプの設備には通常、バッテリや特別な制御システムなどの補助装置が備わっており、システムの電源の安定性を常に確保しています。

その経済的な実行可能性(ディーゼルの消費点への輸送は通常は高価である)のために、多くの場合古い発電機は太陽光発電に置き換えられ、新しいハイブリッド設備はいつでも太陽資源を使用できるように設計される発電所の使用を最小限に抑え、電力グリッドに接続されていない遠隔地のコミュニティや施設における発電による環境への影響を低減します。 その例としては、鉱業会社、大規模な人口中心地から遠く離れた野外で通常どんな事業が行われているかなどです。 このような場合、太陽光発電を併用することで、ディーゼル燃料への依存度を大幅に削減し、エネルギーコストを最大70%節約できます。

このタイプのシステムは、風力などの再生可能エネルギーの他の発生源と組み合わせて使用​​することもできます。

運輸および海運
光電池は、輸送において牽引力を提供するために依然として広く使用されていないが、船舶および自動車に補助動力を供給するためにますます使用されている。 いくつかの車両には、暑い日に室内の温度を制限するために太陽光発電パネルを搭載したエアコンが装備されていますが、他のハイブリッドプロトタイプでは、電力グリッドに接続する必要なくバッテリを充電できます。 太陽光発電で最も実用的な道路輸送であると考えられている、太陽光発電車とボートと航空機の設計と製造の実用能力が十分に実証されています。

ソーラーインパルスは、太陽光発電だけで推進される飛行機の開発に特化したプロジェクトです。 このプロトタイプは、翼を覆う太陽電池によって推進される日中に飛行することができ、夜間に空気中に置くことができる電池を充電すると同時に、飛行することができる。

太陽エネルギーは、灯台、ブイおよび海上ナビゲーションビーコン、レクリエーション用車両、船舶の蓄電池の充電システム、および陰極保護システムでも一般的に使用されています。 電気自動車の再充電はますます重要になってきています。 94

建物に組み込まれた太陽光発電
多くの太陽光発電設備は、多くの場合、建物内に配置されています。通常、既存の屋上に設置されています。または、天窓、天窓またはファサードなどの建物の要素に統合されています。

あるいは、光起電力システムは建物から物理的に離れて配置されてもよいが、電力を供給するためにその電気設備に接続されてもよい。 2010年には、それまでドイツが稼働していた9,000 MWの太陽光発電の80%以上が屋上に設置されていました。

BIPV(Building Integrated Photovoltaics)は、新しい家庭用および工業用建物、さらには模範的な橋梁などの他の建築要素にも、主または副電源として組み込まれています。 一体化された光電池を有する屋根タイルもまた、このタイプの統合において一般的である。

2011年に発表された調査によると、熱画像の使用は、パネルと屋根の間で空気を循環させる空隙があれば太陽電池パネルを提供し、日中は建物に受動的な冷却効果をもたらし、夜間に蓄積された熱を保つ。

ネットワークへの太陽光発電の接続
近年開発された太陽光発電の主な用途の1つは、電力供給のためにグリッドに接続された発電所だけでなく、一般に低電力の太陽光自己消費システムで構成され、電力網にも接続されています。

光起電システム
太陽光発電システム、すなわち太陽光発電システムは、太陽光発電によって利用可能な太陽光を供給するように設計された電力システムである。 これは、太陽光を吸収して直接電気に変換するソーラーパネル、DCからACに電流を変換するソーラーインバータ、および取り付け、ケーブルおよびその他の電気付属品を含む、いくつかのコンポーネントの配置で構成されています。 太陽光発電システムは、数十キロワットから数十キロワットの容量を備えた屋上または屋内に設置された小型システムから、数百メガワット規模の大規模発電施設までさまざまです。 現在、ほとんどのPVシステムはグリッド接続されていますが、スタンドアロンシステムは市場のごく一部を占めています。

屋上および建物統合システム
光起電アレイは、多くの場合、建物に組み込まれているか、建物に取り付けられているか、地面に近くに取り付けられています。 屋上のPVシステムは、既存の屋根構造の上部または既存の壁に取り付けられている既存の建物に最も頻繁に改装されています。 あるいは、アレイを建物とは別に配置することもできるが、建物に電力を供給するためにケーブルで接続することもできる。 BIPV(Building-Integrated Photovoltaics)は、新しい家庭用および工業用建物の屋根または壁に、電力の主要なまたは補助的な供給源としてますます組み込まれています。 一体化されたPVセルを備えた屋根タイルも使用されることがあります。 屋上に設置されたソーラーパネルは、空気を循環させる空きスペースがあれば、昼間は建物に受動的な冷却効果をもたらし、夜間は蓄積された熱を維持することができます。 典型的には、住宅用屋上システムの容量は約5〜10kWであり、商用屋上システムは数百キロワットとなることが多い。 屋上システムは、地上に設置されたユーティリティ規模の発電所よりもはるかに小さいものですが、世界中の設備容量の大部分を占めています。

コンセントレータ太陽光発電
コンセントレータ光電池(CPV)は、太陽光を小型で効率的なマルチジャンクション(MJ)太陽電池に集中させるために、レンズと曲面ミラーを使用する従来のフラットプレートPVシステムとは対照的な光電池技術です。 さらに、CPVシステムでは、ソーラートラッカーと時には冷却システムを使用して効率をさらに高めていることがあります。 現在進行中の研究開発では、ユーティリティ規模のセグメントや日射高度が高い地域で競争力が急速に向上しています。

太陽光熱ハイブリッドソーラーコレクター
光起電性熱ハイブリッドソーラーコレクター(PVT)は、太陽光を熱エネルギーと電気エネルギーに変換するシステムです。 これらのシステムは、太陽光を電気に変換するソーラーPVセルと、残りのエネルギーを取り込み、PVモジュールからの廃熱を除去する太陽熱コレクターとを組み合わせる。 電力と熱の両方を捕捉することにより、これらのデバイスはより高いエクセルギーを有することができ、太陽光発電または太陽熱単独よりも全体的なエネルギー効率が向上する。

発電所
多くの実用規模のソーラーファームが世界中に建設されています。 2015年時点で、579メガワット(MWAC)のソーラースターは、世界最大の太陽光発電所であり、米国Desert Sunlight Solar FarmとTopaz Solar Farmの両方が550MWACの容量を持ち、薄膜PV技術であるCdTeモジュールを使用しています。 3つの発電所はすべてカリフォルニアの砂漠にあります。 世界中の多くのソーラーファームは農業と一体化しており、太陽の日の出の軌道に従う革新的なソーラートラッキングシステムを使用して、従来の固定式システムよりも多くの電力を生産しています。 発電所の運転中に燃料費や排出物はありません。

地方の電化
多くの村が電力網から5km以上離れることが多い開発途上国では、太陽光発電がますます使用されています。 インドの遠隔地では、田舎の照明プログラムが、灯油ランプに代わる太陽光発電LED照明を提供しています。 太陽光発電ランプは、約数ヶ月の灯油供給コストで販売された。 キューバは、グリッド外の地域に太陽光発電を提供するために取り組んでいます。 オフグリッドの太陽エネルギー使用のより複雑なアプリケーションには、3Dプリンタが含まれます。 RepRap 3Dプリンタは、持続可能な開発のための分散型製造を可能にする太陽光発電技術を用いて太陽光発電されています。 これらは、ソーシャルコストとメリットが太陽光発電の優れたケースを提供する分野ですが、収益性の欠如がそのような努力を人道的な取り組みに委ねています。 しかし、1995年には、太陽光発電の電化プロジェクトは、不利な経済、技術サポートの欠如、南北技術移転の正当な動機の遺産のために維持が困難であることが判明した。

スタンドアロンシステム
数十年前まで、PVは計算機や新規デバイスに電力を供給するために頻繁に使用されていました。 集積回路および低電力液晶ディスプレイの改良により、バッテリ交換の間にこのようなデバイスに数年間電源を供給することが可能になり、PVの使用が少なくなります。 対照的に、太陽光発電の遠隔固定装置は、接続コストが著しく高いために、グリッド電力が非常に高価な場所で使用されるようになってきている。 そのようなアプリケーションには、ソーラーランプ、ウォーターポンプ、駐車メーター、緊急電話、ゴミ圧縮機、一時的な交通標識、充電ステーション、およびリモートガードポストおよび信号が含まれます。

フロートソルベント
2008年5月、カリフォルニア州オークビルのファーネイエンテワイナリーは、130ポンツォンに994の太陽光発電パネルを設置し、ワイナリーの灌漑池に浮かべることで、世界初の「浮体式」システムを開発しました。 フローティングシステムは約477kWのピーク出力を生成し、池に隣接して配置されたセルのアレイと組み合わせると、ワイナリーの電力消費を完全に相殺することができます。 浮体式システムの主な利点は、別の目的のために使用できる貴重な土地を犠牲にする必要性を避けることです。 ファーネイエントワイナリーの場合、浮動型システムは陸上ベースのシステムに必要だったエーカーの4分の3を節約しました。 その土地は代わりに農業のために使うことができます。 浮体式システムのもう1つの利点は、パネルが土地よりも低い温度に保たれ、太陽エネルギー変換効率が高くなることです。 浮遊パネルはまた、蒸発によって失われる水の量を減少させ、藻類の成長を抑制する。

運送中
PVは伝統的に宇宙の電力として使われてきました。 PVは運輸アプリケーションで動力を提供することはめったにありませんが、ボートや自動車に補助動力を供給するためにますます使用されています。 いくつかの自動車は、暑い日に室内の温度を制限するために太陽光発電の空調設備を備えています。 自己完結型のソーラーカーは電力と実用性に限りがありますが、ソーラー充電式の電気自動車ではソーラーパワーを使用して輸送できます。 ソーラーカー、ボート、飛行機が実証されており、ソーラーカーの中で最も実用的でありそうな可能性があります。 スイスの太陽光発電機「Solar Impulse 2」は、歴史的に最長のノンストップソロ飛行を達成し、2015年に世界初の太陽光発電による空中航行を計画しています。

電気通信および信号伝達
太陽光発電は、地元の電話交換機、ラジオおよびテレビ放送、電子レンジおよびその他の形式の電子通信リンクなどの電気通信アプリケーションに理想的です。 これは、ほとんどの通信アプリケーションでは、蓄電池はすでに使用されており、電気システムは基本的にDCであるためです。 丘陵地帯や山岳地帯では、地形が波打っているため、ラジオやテレビの信号が遮られたり反射したりすることがあります。 これらの場所では、地元の人口のために信号を受信して​​再送信するために低電力送信機(LPT)が設置されています。

宇宙船のアプリケーション
宇宙船上のソーラーパネルは、通常、センサを作動させる唯一の電源、能動的な加熱および冷却、および通信である。 太陽電池パネルが影になっているとき、電池はこのエネルギーを蓄えます。 いくつかの場合、電力は宇宙船の推進 – 電気推進にも使用されます。 宇宙船は、1958年に米国が打ち上げたヴァンガード1衛星で使用されているシリコン太陽電池から始まった太陽光発電の初期適用の1つでした。それ以来、太陽光発電はMESSENGER探査から水銀まで、太陽系ではジュノ探査機と同じくらい遠くまで木星探査機に向かっている。 宇宙で飛行する最大の太陽光発電システムは、国際宇宙ステーションの電気システムです。 典型的な宇宙船ソーラーパネルは、ガリウム砒素(GaAs)および他の半導体材料で作られた高コスト、高効率、および最密充填直方体多接合太陽電池を使用する。

特殊パワーシステム
光電池はまた、高温で、かつ不均一燃焼器のような好ましい放射放射率を有する物体のためのエネルギー変換装置として組み込むことができる。

利点
地球表面に到達する122ポンドの太陽光は、人間によって2005年に消費された13 TW相当の平均電力よりも約10,000倍も豊富です。 この豊富さは、太陽エネルギーが世界の主要なエネルギー源になるにはあまり時間がかからないことを示唆しています。 さらに、太陽光発電は、再生可能エネルギーの中で最も高い電力密度(世界平均は170W / m2)です。

太陽光発電は、使用中に無公害であるため、他のエネルギー源の代わりに公害を削減することができます。 例えば、MITは、石炭火力発電所の汚染から米国で早期に52,000人が死亡し、これらの死亡者のうちの1人を除く全てが石炭を代替するためにPVを使用することができないと推定した。 生産最終廃棄物および排出量は、既存の汚染管理を使用して管理できます。 使用済みリサイクル技術が開発されており、生産者からのリサイクルを促進する政策が作成されています。

太陽光発電施設を建設するための最初の資本コストの後、運用コストは既存の電力技術に比べて極端に低くなります。

グリッド接続された太陽光発電は、局所的に使用することができ、送電/配電損失を低減することができます(米国の送電損失は1995年に約7.2%でした)。

化石燃料や原子力エネルギーと比較して、太陽電池の開発にはほとんど研究資金が投入されていないため、改善の余地がかなりあります。 それにもかかわらず、実験的高効率太陽電池は、光電池の濃縮の場合に既に40%を超える効率を有し、効率は急速に上昇しているが、量産コストは急速に低下している。

米国のいくつかの州では、家主が移動し、買い手が売り手よりもシステムに価値を置かないと、家庭システムへの投資の多くが失われる可能性があります。 バークレー市は、この制限を取り除く革新的な資金調達方法を開発しました。これは、家庭と一緒に移転された税金評価を加えて太陽電池パネルを払うことです。 現在、PACE(Property Assessed Clean Energy)と呼ばれる30の米国州では、この解決方法が再現されています。

少なくともカリフォルニアでは、自宅に設置された太陽光発電システムの存在が実際に家の価値を高めることができるという証拠があります。 2011年4月にアーネスト・オーランド・ローレンス・バークレー国立研究所が発表した論文によると、住宅用太陽光発電システムのカリフォルニアにおける住宅販売価格への影響の分析:

この研究では、カリフォルニア州のPVシステムを使用している家庭が、PVシステムを持たない同等の家屋に比べてプレミアムで販売されているという強い証拠が見つかりました。 より具体的には、平均PVプレミアムの見積もりは、さまざまなモデル仕様の中で、インストールワット(DC)あたり約$ 3.9から$ 6.4の範囲であり、ほとんどのモデルは$ 5.5 / この値は、比較的新しい3,100ワットのPVシステム(研究のPVシステムの平均サイズ)の場合、約17,000ドルのプレミアムに相当します。
制限事項

電気ネットワークへの影響
屋上の太陽光発電システムのレベルが増加するにつれて、エネルギーの流れは双方向になります。 消費よりも地方の世代がある場合、電力はグリッドにエクスポートされます。 しかし、電力網は伝統的に2方向エネルギー伝達を扱うようには設計されていない。 したがって、いくつかの技術的な問題が発生する可能性があります。 例えば、オーストラリアのクイーンズランド州では、2017年末までに屋上PVを持つ世帯の30%以上が存在しています.2015年以降、有名なカリフォルニア州の2020年のカモ・ダーク・カーブは、非常に頻繁に現れます。 電気がこれらの太陽光発電世帯からネットワークに戻るにつれて、過電圧の問題が発生する可能性があります。 PVインバータの力率、電力供給者レベルでの新しい電圧およびエネルギー制御機器の調整、電線の再導線、需要側の管理など、過電圧の問題を管理するソリューションがあります。これらのソリューション。

電力ビル管理とエネルギー投資への含意
顧客(拠点)は異なる快適性/利便性ニーズ、異なる電気料金、または異なる使用パターンなどの異なる特定の状況を有するため、電気またはエネルギー需要および請求管理においては銀色の弾丸は存在しない。 電力料金には、日々のアクセスと計量料金、エネルギー料金(kWh、MWhに基づく)、ピーク需要料金(例えば、月間最大30分のエネルギー消費額)などの要素がいくつかあります。 オーストラリアやドイツなど電力料金が相当に高く、継続的に増加している場合、PVはエネルギー料金を削減する有望な選択肢です。 しかし、需要がピークに達しているサイトでは、午後から夕方にピーク需要が主に発生すると、PVはあまり魅力的ではありません。 全体として、エネルギー投資は主に経済的な決定であり、運用改善、エネルギー効率、オンサイト発電、エネルギー貯蔵のオプションの体系的な評価に基づいて投資を決定する方がよい。

環境への影響

製造
シリコン技術と薄膜技術の環境への影響は、関連する化学的およびエネルギー集約的なステップを伴う半導体製造の典型です。 シリコン技術における高純度シリコン製造は、高いエネルギー消費と二次的物質の量のために決定的である。 1kgの超高純度シリコンの場合、19kgまでの二次物質が生成されます。 超高純度シリコンは主に下請け業者によって製造されるため、環境面でのサプライヤーの選択は、モジュールの環境性能にとって重要です。

薄膜技術では、プロセスチャンバのクリーニングは重要な問題です。 部分的に使用されている有害物質の三フッ化窒素と六フッ化硫黄があります。 CdTe技術のような重金属の使用では、ライフサイクルベースで短いエネルギー回収時間で主張されている。

操作
2011年、バイエルン州環境局は、CdTeソーラーモジュールが火災の際に人や環境に危険を及ぼすことはないことを確認しました。

動作中の放射による絶対的な自由のために、太陽電池は外部コストが非常に低い。 石炭や亜炭からの発電量が6〜8 ct / kWh程度であれば、太陽光発電システム(2000年)は約1 ct / kWhにすぎない。 これは、ドイツ航空宇宙センターとフラウンホーファー研究所のシステムとイノベーション研究の専門家の意見の結論です。 比較のため、そこに記載されている太陽熱発電所の外部コストの0.18 ct / kWhの値を述べるべきである。

温室効果ガス残量
たとえCO2排出量があっても作業がないとしても、太陽光発電システムはまだ生産されず、輸送され、組み立てられない。 技術と場所によって2013年の太陽光発電システムのCO 2排出量は10.5〜50gCO2e / kWhで、平均は35〜45gCO2e / kWhです。 2015年の最近の研究では、29.2g / kWhの平均値が得られました。 これらの排出は、特に太陽光発電所の生産時に、化石燃料の燃焼によって引き起こされる。 持続可能なエネルギー源への世界的な変革の一環として再生可能エネルギーをさらに拡大することで、温室効果ガスのバランスが自動的に向上します。 技術的な学習曲線から排出量も減少します。 歴史的には、2015年までに設備容量の倍増ごとに排出量が14%減少しています。

Ruhr-University Bochumを2007年から包括的に比較した結果、COは50-100 g / kWhの太陽光発電における2e排出であり、特に使用されたモジュールと場所は重要でした。 これに対し、石炭火力発電所では750-1200 g / kWh、CCGTガス発電所では400-550 g / kWh、風力エネルギーおよび水力発電では10-40 g / kWh、石炭火力発電所では10-30 g / kWhであった。原子力エネルギー(最終処分なし)、およびアフリカの太陽熱エネルギー(10-14 g / kWh)である。

エネルギッシュな償却
光起電力の回収期間は、太陽電池システムがそのライフサイクルを通して必要とされる同じ量のエネルギーを供給した期間である。 製造、輸送、建設、運営、解体またはリサイクルのために使用されます。

使用されている場所や太陽光発電技術によっては、現在(2013年現在)0.75〜3.5年です。 CdTeモジュールは0.75-2.1年で最も優れていたが、アモルファスシリコンモジュールは平均1.8~3.5年上にあった。 単結晶および多結晶系ならびにCISに基づく植物は、約1.5〜2.7歳であった。 研究の寿命は、結晶シリコンセルのモジュールでは30年、薄膜モジュールでは20〜25年であり、インバータの寿命は15年と仮定されていました。 2020年までに、南ヨーロッパの結晶質シリコン工場のエネルギー回収期間は0.5年以下であると考えられています。

ドイツで使用される場合、太陽光発電システムを生産するために必要なエネルギーは、約2年で太陽電池に回収されます。 典型的なドイツの照射条件下で収穫率は少なくとも10であり、更なる改善が見込まれます。 寿命は20〜30年と推定されています。 製造業者側では、モジュールは通常25年間の性能保証が与えられています。 太陽電池のエネルギー集約的な部分は、4〜5回再利用することができます。

土地消費
PVシステムは、既存の屋根や交通区域に支配的に建設されており、追加のスペースを必要としません。 太陽の公園の形の屋外施設は、一方で、使用するために追加のスペースを取る、しばしば既に汚染されたエリアなどがあります。 B.軍用、経済、交通または住宅用)、高速道路および鉄道沿線(110mストリップ)、商業または工業地域または密閉地域(以前の埋立地、駐車場など)と指定されている地域。) 使用されています。 現在、ドイツではサポートされていない農地に太陽光発電システムを建設すると、使用競争が発生する可能性があります。 しかし、ソーラーパークのエネルギー収量は、同じ地域のバイオエネルギー発電に比べてはるかに高いことが考慮されなければならない。 ソーラーパークは、エネルギー作物と同様に単位面積当たり約25〜65倍の電力を供給します。

PVモジュールのリサイクル
これまでヨーロッパの結晶太陽光発電モジュールのリサイクルプラント(特殊パイロットプラント)は、ザクセン自由州のフライベルクにあります。 SolarWorldの子会社であるSunicon GmbH(旧Solar Material)は2008年にモジュールの平均リサイクル率75%を達成しました。 1200トン/年 2008年のEUにおけるPVモジュールの廃棄量は3,500トン/年であった。 大規模な自動化のために、 年間2万トンの計画があります。

EU全域で自主的なリサイクルシステムを構築するため、ソーラー業界は2007年に協議会PV CYCLEを設立しました。 2012年1月24日以来、不満足な開発の全般的な反作用として、ソーラーモジュールは電子廃棄物指令の改訂の対象となっています。 PV業界では、この改訂では、販売されるソーラーモジュールの85%が回収され、80%がリサイクルされることが規定されています。 2014年までに、すべてのEU27加盟国は、この規則を国内法に移行する必要があります。 その目的は、生産者がリサイクルのための構造を提供する責任を負うことです。 モジュールを他の電気器具から分離することが好ましい。 既存の回収リサイクル構造も拡大する予定です。