Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

Figure 1.15
Effect of cell technology and efficiency on module price. (Source: Whisnant
et al
.
in Chapter 21)
Table 1.4
Annual performance and energy cost summary for central
station plants. Calculations for constant 1990$, for a 50 Mw
p
plant in
Central California, USA. Source Whisnant
et al
., Chapter 21
Fresnel
lens concentrator
CIS
Flat-plate
Energy output (MWh)
140 100
112 000
Capacity factor
32.0%
25.8%
Annual energy efficiency
18.8%
9.9%
Annual expenses ($10
6
)
Capital charge
16.69
11.95
Operation & maintenance expense
0.61
0.18
Total
17.30
12.13
30-YR Levelized energy cost ($/kWh)
Capital charge
0.119
0.106
Operation & maintenance costs
0.004
0.002
Total ($/kWh)
0.123
0.106
electricity. Photovoltaics is more than twice as expensive. However, this cost can be
attractive for a part of the electricity generated by a utility, such as when it meets peak
power demand.
For the end-user, the cost of the conventional electricity can be very similar to
the one in the table. The cost of installing a PV grid-connected system in a house or
building is not much more expensive than the centralized power plant presented in the
table but the marketing cost of this distributed residential product will increase the final
installation cost. It is to be stressed, that the costs used here are merely an indication

---

FUTURE OF EMERGING PV TECHNOLOGIES
37
of the relative significance of various factors. These assumptions and model parameters
may not apply to some immature or as-yet undeveloped technologies. Yet, these exercises
can be useful to decision makers, especially if complemented by sensitivity studies (as in
Chapter 21).
As a final comment, the costs presented in this section are final costs calculated
by a detailed account of all the elements utilized in a plant or module and an estima-
tion of the performances achieved. In contrast, the costs in Section 1.5 are based on
fundamental economic laws that are found empirically to occur regardless of technolog-
ical details, yielding costs as a function of the time. Thus, the costs, as calculated in
the present section, may be considered as a point of that curve, to occur somewhere in
the future.
Of course, all components in the system have some parasitic power loss. Yearly
average AC efficiencies of 10% are common in a well-managed grid-connected system
with modules starting at 14%. Much of this loss can be attributed to temperature: cells
operate at 20 to 30
◦
C over the ambient which reduces their efficiency and output since
efficiency decreases with temperature (except for a-Si). Additionally, 8 to 10% relative
losses are expected for the DC–AC conversion in the inverter. Round trip battery losses
(charge–discharge) in stand-alone applications can be an additional relative 10 to 20%.