Sentindo uma oportunidade para PV interno

Um novo artigo publicado por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) examina o potencial para integrar pequenas células solares nos sensores sem fio necessários para alimentar o ecossistema de Internet das coisas (IoT), muitos dos quais estão localizados em ambientes fechados. Este mercado pode representar uma oportunidade única para tecnologias fotovoltaicas de filmes finos e perovskitas, em particular, para reduzir o risco inerente ao aumento da produção em escala comercial.

Células solares flexíveis, como esta desenvolvida pela NREL, poderiam permitir uma integração mais fácil com os sensores e os nós da internet das coisas, de acordo com um novo estudo do MIT. Imagem: Dennis Schroeder / NREL

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) delinearam o que poderia ser uma oportunidade significativa para novos fabricantes de energia solar, na forma de 'PV indoor'.

De acordo com o MIT, o mercado de células fotovoltaicas internas, como as usadas para turbinar relógios e calculadoras, valia apenas US$ 140 milhões em 2017. Mas as reduções de preço da energia solar estão começando a se alinhar com a diminuição de requisitos de energia para tecnologias como sensores sem fio , Etiquetas RFID e beacons Bluetooth. O MIT prevê que bilhões desses sensores serão instalados nos próximos anos, além de afirmar que sua dependência atual de energia da bateria é um fator importante de restrição, levando a um desempenho sacrificado para maior vida útil da bateria e operações adicionais e custos de manutenção associados à substituição dessas baterias .

A integração de células fotovoltaicas aos dispositivos poderia resolver muitos desses problemas, levando a universidade a prever um boom no mercado fotovoltaico interno, superando US$ 1 bilhão anualmente em 2024. Cerca de metade dos sensores devem ser colocados em ambientes fechados, com pouca ou nenhuma acesso à luz solar, significando que as células fotovoltaicas teriam que contar com luz artificial, tipicamente em intensidades três ordens de grandeza abaixo da luz solar.

Matéria material

A análise do MIT, explicada no artigo Tecnologia e Perspectiva do Mercado para Células Fotovoltaicas Internas, publicado na revista Joule, sugere que o baixo desempenho de luz fraca do silício não o tornaria um bom candidato para aplicações fotovoltaicas internas, abrindo a porta para vários filmes finos. tecnologias.

Tecnologias emergentes, incluindo PV e perovskitas orgânicas, exibiram o tipo de desempenho de pouca luz necessário para a PV interna, e seus problemas de estabilidade bem documentados seriam menos problemáticos em ambientes internos. O tipo de sensor que está sendo alimentado pode ter uma vida útil muito mais curta que os 20 anos mais, o que se tornou o padrão da indústria.

Para os perovskitas em particular, o MIT teoriza que o mercado interno de PVs pode fornecer uma oportunidade para mitigar muitos dos riscos associados à introdução comercial: “Nossa análise de mercado neste documento deixa claro que o rápido crescimento do mercado interno de IoT poderia fornecer um ideal ponto de partida para produtos de perovskita, permitindo que uma nova empresa de PV estabeleça clientes, receita e credibilidade antes de estabelecer instalações de fabricação de painéis solares de grande escala ”, afirmam os autores.

Volume baixo

As impressionantes reduções de custos alcançadas pela solar até agora resultaram de economias de escala, algo que terá de ser totalmente desconsiderado quando se trata de PV interno - o que significa que o baixo investimento em equipamentos e processos de produção é uma consideração importante. A análise do MIT prevê que para materiais de película fina estabelecidos, bem como perovskitas e outros novos entrantes, os custos de fabricação devem ser baixos o suficiente, embora seja necessário mais trabalho para entender o impacto do investimento inicial em produção de menor volume .

Ao prever uma taxa de crescimento de mercado anual de 70% para dispositivos fotovoltaicos alimentando sensores de IoT, os pesquisadores observam três coisas necessárias para garantir esse desenvolvimento de mercado - um conjunto de padrões universais para medir o desempenho de PVs internos, o desenvolvimento de dispositivos especialmente ajustados a esse ambiente e o desenvolvimento de modelos de custo e de negócios para fabricação de baixo volume.

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