Aurinkoenergia on uusi kuningas. Näin kirjoittaa Kansainvälinen energiajärjestö (IEA) uudessa raportissaan.
Aurinkonergia tarjoaa tällä hetkellä kaikkien aikojen halvinta sähköä uusien aurinkovoimaloiden edullisilla hinnoilla: Yhdysvalloissa ja Euroopassa hinnat ovat 25,20–50,40 euroa per megawattitunti ja Kiinassa 16,80–33,60 euroa per megawattitunti.
Siksi IEA odottaakin nyt, että seuraavan 20 vuoden aikana aurinkoenergialla tyydytetään 80 prosenttia uusiutuvan energian kokonaiskasvusta – ja että uusiutuva energia ohittaa hiilen maailman pääasiallisena energialähteenä jo vuonna 2025.
Teho kaksinkertaistunut viidessä vuodessa
Aurinkoenergian alhainen hinta johtuu muun muassa siitä, että useat sijoittajat ovat havainneet aurinkoenergian olevan hyvä investointikohde. Se johtuu myös pitkälti siitä, että parhaillaan aurinkokennotekniikassa tehdään isoja harppauksia eteenpäin.
Maailman ensimmäiset aurinkokennot vuonna 1883 pystyivät muuntamaan vain 1–2 prosenttia auringonvalon sisältämästä energiasta sähköksi. Sittemmin hyötysuhde on parantunut vähitellen, kunnes noin viisi vuotta sitten otettiin merkittäviä edistysaskelia.
Kesäkuussa 2015 kehittyneimpien koekennojen hyötysuhde oli 18,2 prosenttia. Vuonna 2019 yhdysvaltalaiset tutkijat saavuttivat laboratorio-oloissa peräti 47 prosentin hyötysuhteen.
📽 Näin aurinkokenno toimii:
Hyötysuhteen kasvu johtuu ensisijaisesti siitä, että aurinkokennoja on opittu valmistamaan sandwich-periaatteella eli tekemään kerroksellisia moniliitoskennoja, joissa vuorottelevat erilaisista materiaaleista valmistetut, auringonvalon spektrin eri osia hyväksi käyttävät kerrokset.
Tavalliset aurinkokennot, joita nykyään tapaa katoilta, ovat myös koko ajan parantuneet, mutta kehitys pysähtyy väistämättä. Niissä ei nimittäin yleensä ole käytetty hyväksi samanlaista kerrosrakennetta kuin koekennoissa, koska se on yksinkertaisesti liian kallis.
Tulevaisuus rakentuu perovskiitista
90 prosenttia kaikista tavallisista aurinkokennoista on nykyisin valmistettu piistä, jonka teoreettinen maksimihyötysuhde – niin sanottu Shockleyn-Queisserin raja – on noin 30 prosenttia.
Tiedossa on kuitenkin hyviä uutisia. Näyttää nimittäin siltä, että markkinoille voi pian tulla edullisia kerroskennoja. Tämä on perovskiitti-mineraalin ansiota. Perovskiitissa on erityinen kiderakenne, joka tekee siitä herkemmän valolle kuin pii. Kun perovskiitista tehdään nanokalvo ja pinnoitetaan piistä valmistettu aurinkokenno sillä, kennon hyötysuhde kasvaa kohisten.
Brittiläinen Oxford PV -yritys totesi jo vuonna 2018, että se pystyisi rakentamaan tavallisia perovskiitti-aurinkokennoja, joiden hyötysuhde olisi 28 prosenttia. Niiden teoreettinen maksimi on 43 prosenttia, mutta uusista parannuksista eli aiempaa herkemmistä kennotyypeistä on jo ollut puhetta.
Voimme siis vain toivoa, että sääennuste lupaa aurinkoista.