最热门的太阳能技术就是支持老式硅片

当时大多数太阳能采用的是老式的晶体硅板，自20世纪50年代以来一直存在。但是，人们希望(以及一些极大的投资)多结太阳能电池，薄膜太阳能电池板，有机和碳纳米管电池，聚光太阳能电池以及各种其他太阳能发电技术。

如今，太阳能的增长令人眼花缭乱的十年之后-在美国安装的光伏发电超过10万千瓦，2017年，和美国五国现在产生太阳能10%或更多的电 -大多数太阳能应用...老式的晶体硅电池板。

当然，它们已经变得更好了，但更重要的是，它们已经变得便宜了 - 自2009年以来便宜了80%以上：

谢谢，奥巴马。 维基媒体硅光伏市场比以往任何时候都占据市场主导地

最近，当GTM Research(正在成为Wood MacKenzie的过程中)与我联系时，关于刚刚进入市场的新生太阳能技术的一系列简短报告让我想起了这一点。

我期待听到关于奇特的新太阳能电池 - 纳米 - 这个，量子 - 那个。但这不是现在的太阳能市场。

新技术不再是硅替代品，而是推动其商业化进程，补充硅光伏，使面板能够部署在新的地方(湖泊和水库!)或降低维护成本(面板清洁机器人!)。

至少就目前而言，硅光伏已经赢得了市场竞争。充满希望的太阳能市场是为了帮助它走得更远的技术。

关于硅光伏是否足够远，存在一些争议 - 它是否足以满足美国为自己设定的雄心勃勃的长期脱碳目标。一些研究人员担心它可能在早期达到稳定而且不足。

但首先，让我们来看看这些光伏支持技术中的一些。会有机器人。

太阳能在水面上(天空中的火焰)

在一些不断增长的太阳能市场中，特别是在东亚，土地正在成为一种制约因素 大部分平地用于农业。城市内外的土地人口密集。寻找太阳能的空间只会变得更加困难。

一个解决方案：把它放在水上!光伏电池板可以安装在漂浮在淡水湖泊和水库上的浮筒上。

浮动光伏有一些优点：它可以在没有传统的场地准备，打桩或围栏和道路建设的情况下建造; 对“土地”的竞争较少; 面板保持凉爽，提高效率; 浮动系统通常可以靠近负载建造。

Geumjeon浮动太阳能发电厂，在韩国。 Seaflex浮动光伏自2007年以来一直存在，但成本下降意味着它刚刚开始在日本，中国和韩国等人口密度高，土地受限的市场起飞。2017年共安装了100兆瓦的浮式光伏发电，在中国完成了40兆瓦的项目，并宣布了2019年在印度尼西亚建设的200兆瓦项目。

根据目前正在筹备的产品，GTM预计明年浮动光伏将达到1.5吉瓦。

GTM随着光伏发电的增长，更多的市场将开始寻找土地受限，从而为浮动光伏带来更多机会。

真正打开浮动光伏市场的将是海水光伏，即“海上太阳能”，它可能位于海湾或海上，靠近风力或石油平台。目前，盐水光伏产业只有少数创业公司和试点项目，但潜力可能足以吸引未来几年的投资。

想象一下，例如，纽约港浮动光伏系统的潜力：几乎不受限制，只与航运竞争，并且坐在巨大的负载旁边。多汁!

当然，清洁太阳能电池板的自动机器人

对于太阳能光伏电站的运营商而言，“污染” - 将风吹到沙子上或将沙子吹到面板上 - 可能是一个严重的问题，导致高达0.3美元/千瓦时的能量损失。

但要清洁它们也不便宜。根据GTM的报告，大多数第三方模块清洗公司每个面板的收费约为0.25 美元，每次访问可能会增加数千美元。污染的效率损失与清洁成本相比是一种微妙的(并且极其特定地点)平衡。

目前的洗涤选项是手动(软管，刮刀)，半自动(机器人连续放置在每排的末端)，或完全自主(每行都有一个清洁机器人，它自己运行)。一些自主解决方案是无水的。

完全自治的市场仍然很小 - 它占全球太阳能市场的0.13%左右。一个大问题：下雨。在降雨量低和污染严重的地区，清洁只是一个问题。

GTM尽管如此，GTM认为，如果机器人供应商与模块供应商合作更多，成本下降得更多，并且一些大型现有企业进入游戏，市场有很大的空间。预计机器人清洗PV的总量将从现在的1,905兆瓦增长到2022年的6,103兆瓦。

太阳能都在你的建筑物里

“建筑一体化光伏”(BIPV)被设计成材料，因此它是初始建筑(或大型改造)的一部分。从理论上讲，它涵盖了人们试图将PV放入的各种材料，从窗户到遮阳篷再到混凝土本身，其中一些材料市场规模很小。但GTM主要关注太阳能屋顶。

太阳能屋顶使用太阳能电池板作为带状疱疹，取代(而不是坐在顶部)传统的屋顶。你可能还记得，埃隆马斯克在2016年宣布特斯拉将进入太阳能屋顶时引起轰动。(就像马斯克生活中的许多事情一样，这种情况并不顺利。)

GTM报告(尚未在线发布)对太阳能屋顶市场持怀疑态度。

它承认这些优势是巨大的。“这是一个相当严重的问题，住宅光伏的许多潜在客户不喜欢它看起来如何，”GTM高级分析师和报告的主要作者Ben Gallagher告诉我。太阳能瓷砖提高了美感。

减少太阳能的前期“ 软成本 ” - 客户获取，选址，工程，许可等等也是有利的。理论上，太阳能屋顶通过滑入已建成的施工过程避免了大部分。它需要较少的专业人工和较少的安装工时。

GTM计算，“总可寻址市场”包括14个州，总计15.49吉瓦。“在几乎所有这些州中，仅用于重新屋顶(或仅用于新屋顶)的需求超过了当前的光伏需求。

安装了特斯拉的太阳能屋顶瓦片。 特斯拉但它从未起飞过。“从2010年到2017年，”GTM报道，“BIPV从未占到年度住宅屋顶装置的1%以上。”

有什么问题?回到主题：“标准”屋顶太阳能的价格已经变得如此便宜，以至于BIPV难以立足。大约13家尝试过的公司要么已经退出市场，要么已经退出市场。

而且，虽然它承认太阳能屋顶市场存在巨大的不确定性，但GTM预计不会很快出现任何巨大的飞跃。两件事将刺激市场：特斯拉可靠地生产太阳能屋顶和加利福尼亚州的新任务，所有新家庭都安装太阳能。但即使有这些提升，BIPV仍将不到住宅屋顶市场的1%。(GTM还运行一个高端案例，市场迎头赶上，大厂商进入市场，BIPV达到5%。)

其他一些支持PV的技术(更多机器人!)

除了上述内容之外，还有一些在硅光伏生态系统中不断增长的新兴市场：

无人机： GTM即将发布一份关于无人机无人机(飞机机器人)的报告，该无人机可以监控光伏电站，识别新生问题并帮助进行预防性维护。

智能逆变器：另一份即将发布的报告着眼于逆变器的最新进展，控制模块上PV的小部件和字符串(即面板串)级别。Gallagher告诉我，他们越来越聪明，“来自字符串级别的数据越来越精细”。这将继续改善光伏电站的性能(并降低价格)。

双面板： Gallagher告诉我要注意两侧带有PV的面板，它可以捕捉从地面反射的阳光，提高整体效率，据制造商说，高达30%。

棱镜太阳能的双面太阳能光伏。 棱镜太阳能您将注意到，除了BIPV(一些太阳能屋顶板使用薄膜PV)之外，上述所有技术都致力于降低成本或促进硅PV的部署。

这就是我们现在所能期待的一切吗?细胞级太阳能竞赛结束了吗?

太阳能组件技术的未来是......阴天

“至少在短期内，”加拉格尔说，“硅基光伏替代品的市场并不存在。但是看起来更远，很难说。“

目前，美国消费者的住房太阳能光伏支付费用几乎是其国际同行的两倍，这主要是因为软成本。Gallagher说，未来几年，太阳能电池板和逆变器将变得如此便宜，绝大多数太阳能成本将成为软成本。“目前标准光伏组件的全球现货价格约为每瓦0.32美元，”Gallagher说，“在未来五年内，我们预计它将接近每瓦0.18美元至0.19美元。”

这意味着，在短期内，新太阳能产品最强劲的市场将用于降低硅光伏软成本的技术和技术。

“我不知道我们现在是否一定需要钙钛矿或量子点或'颠覆性技术'，”加拉格尔说。“我们需要专注于部署：使部署更容易，降低生命周期成本，降低资本成本。这些是光伏产业最重要的事情。“

至少在未来五到十年内，对硅光伏替代品的投资将会有一段艰难时期。

钙钛矿研究。 丹尼斯施罗德/ NREL但这是市场的观点。还有更广泛的公共政策观点。

虽然这个问题仍然存在争议，但许多研究人员警告说，PV可能会走向高原 - 发展的“S曲线”的顶端 - 远在它达到深度脱碳情景所设想的渗透之前。

担心的重点是太阳能“价值通缩”。太阳能的每一个新的增量使得太阳能的所有其他增量值都少一些，因为所有太阳能同时产生能量，当太阳出来时，所有太阳能与其他所有太阳能竞争太阳能。为了保持竞争力，降低太阳能成本必须追逐一个后退目标。太阳能必须比它失去价值更快便宜。

能量存储可以在一定程度上抵消这个问题，但是没有任何存储技术能够做到这一点。他们警告说，长期保持太阳能竞争力的唯一方法是通过新的商业模式和集约化创新，包括太阳能核心的化学和细胞。(能源研究员瓦伦·西瓦拉姆(Varun Sivaram)在他最近出版的“太阳驯服”(Taming the Sun)一书中总结了这一论点。)

不是每个人都购买更广泛的论点，但无论你是否购买，a)改革市场似乎显然是值得的，因此它们更好地反映了太阳能的时间和地点依赖价值，为打击价值通缩提供了必要的激励; b)大幅提高联邦在能源研究和创新方面的支出水平。

(几十年来，人们一直在争论更多的联邦能源研究资金和更好的研究政策。尽管有各种好的论点，但资金仍然非常低，特朗普政府正在努力进一步削减它。尽管如此，它们仍然是很好的论点。研究很好! )

坐下来认为太阳能已经完成是不明智的，硅就是它，它已经全部结束，但软成本。如果仅仅因为脱碳是一项如此重要的工作，那么值得拥有一套多样化的工具来防范突发事件。

玻璃管曾经被Solyndra使用过，现在用于加州大学伯克利分校植物园的艺术装置。这里有一个隐喻。 Justin Sullivan / Getty Images“其他太阳能组件技术会有一些空间”，加拉格尔说，“我不知道什么时候或者看起来会是什么样子。”这或多或少都是专家知识的状态。

所以我们应该对冲我们的赌注并继续开发替代太阳能技术，只是因为我们不知道将会发生什么或者我们最终可能需要什么。

但是仍然。值得暂时停下来了解硅PV在过去10年中的主导地位是如何快速增长的。它跨越了太阳能市场，一个霸主，随之形成了辅助市场。而且它变得更便宜，更便宜。

十年前，没人预料到这一点。我想知道未来10年我们未能预料到什么。