Les scientifiques suggèrent de regarder au-delà des appareils pour améliorer les applied sciences solaires et autres applied sciences d’énergie propre

Pour continuer à réduire les coûts des applied sciences solaires et autres applied sciences d’énergie propre, les scientifiques et les ingénieurs devront probablement se concentrer, au moins en partie, sur l’amélioration des fonctionnalités sans matériel de l. a. technologie, selon les chercheurs du MIT. Ils décrivent cette découverte et les mécanismes qui l. a. sous-tendent L’énergie de l. a. nature.

Alors que le coût d’set up d’un système d’énergie solaire a diminué de plus de 99 % depuis 1980, cette nouvelle analyse montre que les caractéristiques des « applied sciences douces », telles que les pratiques de licences codifiées, les ways de gestion de l. a. chaîne d’approvisionnement et les processus de conception de systèmes qui entrent en jeu dans le déploiement d’un système d’énergie solaire. centrale électrique, ont contribué à l’énergie solaire qui ne représente que 10 à 15 % de l. a. réduction totale des coûts. Les améliorations apportées aux fonctionnalités matérielles se taillent l. a. section du lion.

Mais comme les applied sciences douces dominent de plus en plus les coûts totaux d’set up des systèmes d’énergie solaire, cette tendance risk de ralentir les économies futures et d’entraver l. a. transition mondiale vers une énergie propre, explique l’auteur essential de l’étude, Jessica Trancik, professeur au Knowledge Institute du MIT. Systèmes et société (IDSS).

Les co-auteurs de Trancik incluent l’auteur essential Magdalena M. Klemun, ancienne étudiante diplômée de l’IDSS et chercheuse postdoctorale qui est maintenant professeure adjointe à l’Université des sciences et applied sciences de Hong Kong ; Joksyn Kavalak, ancien étudiant diplômé de l’IDSS et chercheur postdoctoral qui est maintenant membre du groupe Brattle ; et James McInerney, ancien chercheur postdoctoral à l’IDSS et maintenant chercheur essential à l. a. Harvard Kennedy Faculty.

L’équipe a créé un modèle quantitatif pour analyser l’évolution des coûts des systèmes d’énergie solaire, qui seize les contributions des fonctionnalités technologiques matérielles et des fonctionnalités technologiques logicielles.

Le cadre montre que l. a. technologie logicielle ne s’est pas beaucoup améliorée au fil du temps – et que les fonctionnalités de l. a. technologie logicielle ont moins contribué à l. a. baisse des coûts globaux qu’on ne l’avait estimé précédemment.

Leurs résultats suggèrent que pour inverser cette tendance et accélérer l. a. baisse des coûts, les ingénieurs pourraient envisager de rendre les systèmes solaires moins dépendants des applied sciences douces, ou bien résoudre le problème directement en améliorant les processus de déploiement inefficaces.

“Il est essentiel de bien comprendre où se situent les efficacités et les inefficacités, et remark remédier à ces inefficacités, pour soutenir l. a. transition énergétique propre. Nous investissons énormément de greenbacks publics dans ce domaine, et les applied sciences douces seront absolument essentielles pour que cet argent compte”, ” dit Trancic.

“Cependant, nous n’avons pas pensé à concevoir des applied sciences logicielles de manière aussi systématique que nous l’avons fait avec le matériel”, ajoute Clemon. “Cela doit changer.”

L. a. dure vérité sur les coûts accessoires

Les chercheurs notent que les soi-disant « coûts indirects » liés à l. a. development d’une centrale solaire – les coûts de conception et d’set up de l. a. centrale – représentent désormais une section beaucoup plus importante des coûts totaux. En fait, l. a. section des coûts accessoires se situe désormais généralement entre 35 et 64 %.

« Nous voulions examiner de plus près d’où proviennent ces coûts accessoires et pourquoi ils n’ont pas diminué au fil du temps aussi rapidement que les coûts du matériel », explique Trancik.

Dans le passé, les scientifiques ont modélisé l’évolution des coûts solaires en décomposant les coûts totaux en composants supplémentaires (matériels et composants logiciels), puis en suivant l’évolution de ces composants au fil du temps.

“Mais si vous voulez vraiment comprendre d’où viennent ces taux de changement, vous devez descendre d’un niveau pour examiner les caractéristiques de l. a. technologie”, explique Trancik. “Ensuite, les choses se décomposent différemment.”

Les chercheurs ont développé une approche quantitative qui modélise l’évolution des coûts solaires au fil du temps en attribuant des contributions à des fonctionnalités technologiques individuelles, notamment des fonctionnalités matérielles et des fonctionnalités technologiques logicielles.

Par exemple, leur cadre quantifiera dans quelle mesure l. a. réduction des coûts d’set up du système – un coût oblique – est due aux pratiques standardisées des installateurs certifiés – un avantage methodology oblique. Il montre également remark le même coût oblique est affecté par l’efficacité accrue des modules photovoltaïques – un avantage de l. a. technologie matérielle.

Grâce à cette approche, les chercheurs ont constaté que les améliorations matérielles avaient le plus grand have an effect on sur l. a. réduction des coûts accessoires des systèmes solaires. Par exemple, l’efficacité des modules photovoltaïques a doublé entre 1980 et 2017, réduisant ainsi les coûts globaux du système de 17 %. Mais environ 40 % de cette réduction globale peut être attribuée à l. a. réduction des coûts accessoires associée à l’amélioration de l’efficacité des unités.

Le cadre montre que si les fonctionnalités de l. a. technologie matérielle ont tendance à améliorer de nombreux éléments de coût, les fonctionnalités de l. a. technologie logicielle n’en affectent que quelques-unes.

“Vous pouvez constater cette différence structurelle avant même de collecter des données sur l’évolution des applied sciences au fil du temps. C’est pourquoi l’établissement d’un réseau de dépendances en matière de coûts spécifiques à l. a. technologie est une première étape utile pour identifier les leviers de changement, pour l’énergie solaire photovoltaïque et d’autres applied sciences comme OK. “, be aware Clémon. .

Technologie douce et ferme

Les chercheurs ont utilisé leur modèle pour étudier plusieurs can pay, automotive les coûts accessoires peuvent varier considérablement à travers le monde. Par exemple, les coûts de l’énergie solaire douce en Allemagne sont environ 50 % inférieurs à ceux des États-Unis.

L’analyse a montré que le fait que les améliorations technologiques matérielles soient souvent partagées à l’échelle mondiale a conduit à des réductions de coûts significatives au cours des dernières décennies dans tous les websites. Les inventions technologiques douces ne sont généralement pas partagées au-delà des frontières. En outre, l’équipe a constaté que les can pay qui avaient de meilleures performances en matière de applied sciences douces il y a 20 ans ont toujours de meilleures performances aujourd’hui, tandis que les can pay ayant les pires performances n’ont pas connu d’amélioration significative.

Transic affirme que cette variation d’un can pay à l’autre pourrait être due aux processus de réglementation et de licence, aux facteurs culturels ou à l. a. dynamique du marché, comme l. a. manière dont les entreprises interagissent les unes avec les autres.

“Mais toutes les variables des applied sciences douces ne sont pas celles que vous voudriez modifier dans le sens d’une réduction des coûts, comme l. a. baisse des salaires. Il y a donc d’autres considérations, au-delà de l. a. easy réduction du coût de l. a. technologie, auxquelles nous devons penser lors de l’interprétation. ces résultats », dit-elle.

Leur analyse suggère deux stratégies pour réduire les coûts accessoires. Par exemple, les scientifiques pourraient se concentrer sur le développement d’améliorations matérielles qui rendent les coûts accessoires plus dépendants des variables technologiques matérielles et moins dépendants des variables technologiques douces, comme l. a. création d’équipements plus simples et plus standardisés pouvant réduire le temps d’set up sur web page.

Les chercheurs pourraient également cibler directement les fonctionnalités des applied sciences logicielles sans modifier le matériel, peut-être en créant des flux de travail d’set up de système plus efficaces ou des plates-formes d’autorisation automatisées.

“En pratique, les ingénieurs suivent souvent les deux approches, mais séparer les deux dans un modèle formel facilite le ciblage des efforts d’innovation en tirant parti des members of the family spécifiques entre les caractéristiques technologiques et les coûts”, explique Clemon.

“Souvent, lorsque nous pensons au traitement de l’knowledge, nous ignorons les processus qui se déroulent encore de manière très rudimentaire par l. a. verbal exchange entre les personnes. Mais il est aussi essential de penser à cela comme à l. a. technologie que de penser à l. a. conception comme à l. a. technologie.” “un logiciel sophistiqué”, be aware Trancik.

À l’avenir, elle et ses collaborateurs souhaitent appliquer leur modèle quantitatif pour étudier les coûts accessoires liés à d’autres applied sciences, telles que l. a. recharge des véhicules électriques et l. a. fission nucléaire. Ils souhaitent également mieux comprendre les limites de l’amélioration des applied sciences douces et remark concevoir une meilleure technologie douce dès le départ.

Cette histoire a été republiée grâce à MIT Information (internet.mit.edu/newsoffice/), un web page populaire couvrant l’actualité de l. a. recherche, de l’innovation et de l’enseignement du MIT.