Čitajte za vikend: Planovi za potpuno razvijen europski PV lanac opskrbe

To'uzbudljivo je vrijeme za PV proizvodnju, s globalnom solarnom industrijom koja je naizgled shvatila potrebu za lokaliziranim lancima opskrbe u svim svojim ključnim regijama. Europa, Indija i Sjedinjene Države pokreću velike poticaje i postavljaju planove za vertikalno integriranu proizvodnju u razmjerima usporedivim s onima koji su već pokrenuti u Kini.

Mnoge od ranih inovacija u solarnoj energiji dogodile su se u Europi, prije većine svijeta'Proizvodni kapaciteti za fotonaponske module i povezane materijale premješteni su u Aziju tijekom proteklog desetljeća. I kako Europa ponovno želi uspostaviti lokalnu PV proizvodnu industriju, to'jasno je da uključene tvrtke žele održati kontinent's reputacijom tehnološkog lidera. Do sada je najveći dio europskih planova proizvodnja ćelija i modula temeljenih na tehnologiji heterojunction (HJT)– među najnaprednijim konceptima ćelija koji su trenutno u proizvodnji i sposobni su za neke od najvećih performansi.

"U Europi je HJT trenutno tehnologija izbora za nove proizvođače i nove linije, umjesto nadogradnje od p-tipa PERC," rekao je Karl Melkonyan, viši analitičar u IHS Markitu."U posljednjih 15 do 20 godina, HJT tehnologija je prešla dug put, kontinuirano smanjujući troškove, povećavajući učinkovitost pretvorbe i druga poboljšanja performansi, uz snažnu stabilnost s vrlo niskim temperaturnim koeficijentom. Također je važno napomenuti da još uvijek ima prostora za daljnja poboljšanja."

Na globalnoj razini, HJT će se suočiti s konkurencijom postojeće PERC tehnologije koja je već vrlo dobro optimizirana za troškove, te sa svojim glavnim konkurentom n-tipa TOPCon, koji se za razliku od HJT-a može proizvoditi na prilagođenim PERC linijama."I HJT i TOPCon još uvijek moraju razviti i poboljšati neke od proizvodnih procesa kako bi postigli troškovno konkurentnost, s većom učinkovitošću, većom propusnošću i izdržljivošću, kraćim vremenom obrade, nižim troškovima i boljom ukupnom izvedbom," dodao je Melkonyan."ja nemam'ne mislim da će biti samo jedan pobjednik." Za Europu, međutim, najveći proizvodni planovi najavljeni do sada, uključujući one tvrtke Meyer Burger u Njemačkoj, REC grupe i Recoma u Francuskoj, te Enela u Italiji, svi su fokusirani na HJT. I dok ovi etabliraniji igrači nastavljaju svoj impresivan rad na poboljšanju i optimizaciji tehnologije silicijevih ćelija, puno je novih inovacija koje čekaju u krilima koje obećavaju kako će podržati postojeće planove tako i pomaknuti proizvodnju fotonaponskih modula u novim smjerovima.

HJT tech

S tehnologijama poput HJT koji se približavaju praktičnim granicama učinkovitosti silikonskih solarnih ćelija, industrija je u potrazi za novim materijalima kako bi postigla bolje performanse. Perovskiti, koji se najčešće stavljaju na vrh silikonske ćelije za stvaranje tandem uređaja, ovdje su se pojavili kao materijali koji najviše obećavaju. I premda se tek trebaju komercijalizirati u bilo kojoj mjeri, tandemske ćelije, pa čak i perovskiti sami po sebi, mnogi vide budućnost fotonapona.

Tvrtka Oxford PV sa sjedištem u Velikoj Britaniji i Njemačkoj među pionirima je tehnologije tandemskih ćelija, već se približava 30-postotnoj učinkovitosti s uređajima u laboratoriju. Tvrtka planira uvesti perovskit-silikonske module proizvedene na svom pogonu u Brandenburgu, Njemačka, na tržište prije kraja ove godine– nakon nekoliko kašnjenja zbog Covida i povezanih ograničenja lanca opskrbe. Što se tiče silikonske donje ćelije, Oxford PV je čvrsto predan HJT-u kao najboljoj opciji i vidi ovo kao priliku za europske proizvođače da preuzmu vodstvo u tehnologiji.

"Trenutno su druge regije u određenoj mjeri zaglavljene s naslijeđenim proizvodom u PERC-u i žele ga proširiti," rekao je izvršni direktor Oxford PV Frank Averdung."U Europi je trenutni proizvodni kapacitet marginalan, a vi nemate'nemam ovaj naslijeđeni proizvod. A za nas, ako želimo najveću učinkovitost, potrebna nam je donja ćelija s najboljim učinkom, a to je naravno HJT."

Polisilicij i dalje

Sa svojim nedavnim poremećajima, porastom cijena i zabrinutošću oko prisilnog rada, polisilicij'lanac opskrbe nudi demonstraciju potrebe za lokaliziranom proizvodnjom od početka do kraja. Dok etablirani igrači kao što su Wacker i Elkem imaju kapacitet za isporuku većeg dijela polisilicija koji će biti potreban europskim proizvođačima u godinama koje dolaze, drugi traže načine da to uzdrmaju i dramatično smanje troškove u tom procesu.

Njemački startup Nexwafe razvija tehnologiju koja obećava da će zamijeniti procese proizvodnje polisilicija, odnosno izvlačenje i piljenje ingota, u samo jednom koraku stvaranjem silicijevih pločica izravno iz plina klorosilana. Proces obećava, prema riječima njegovih tvoraca, prepolovljenje troškova proizvodnje vafla i proizvodnju ujednačenijih, visokokvalitetnih napolitanki nego što je to moguće uz postojeću tehnologiju. Krajem 2021. tvrtka je podigla€39 milijuna ulaganja i planira povećati postrojenje kapaciteta 500 MW na lokaciji u Bitterfeld-Wolfenu u Njemačkoj do početka 2024.

Nove tehnologije tankog filma također obećavaju smanjenje većeg dijela troškova i složenosti'svojstveno izradi silikonskih PV modula. Britanska tvrtka Power Roll nedavno je dovršila pilot proizvodnu liniju za svoju tehnologiju, koja odlaže materijal solarnih ćelija u jedinstvenu strukturu mikroutora. U probnoj proizvodnji tvrtka radi s perovskitom kao staničnim materijalom i cilja na lagane i integrirane aplikacije."Procjenjujemo da će naša tehnologija, kada izvršimo skaliranje, biti oko 50 posto jeftinija na osnovi početnog kapitala, s 50 posto kraćim razdobljem povrata od postojećih tradicionalnih teških silicijskih PV," rekao je izvršni direktor Power Rolla Neil Spann.

Lokacija, lokacija, lokacija

Nakon završetka svoje linije od 100 MW u Brandenburgu, Oxford PV planira daljnju tvornicu ćelija i modula od 2GW, ali do sada nije potvrdio gdje bi se to moglo nalaziti."Otvoreni smo za bilo koju lokaciju. Naravno, mi smo europska tvrtka, osnovana u Velikoj Britaniji i imamo proizvodne operacije u Njemačkoj i radije bismo ostali," rekao je Averdung."Ali u isto vrijeme, ne možemo zatvoriti oči ako postoje značajne prednosti na drugim mjestima."

Kako bi osigurala da ostane privlačna tvrtkama koje razvijaju ove nove fotonaponske tehnologije, Europa će možda morati poboljšati svoju igru ​​u smislu podrške za njihovo povećanje."Iznos potreban za proširenje naše stranice u Njemačkoj znači da moramo prikupiti oko 100 milijuna eura. A trenutno, mi'ako vidim državnu potporu za možda 10 posto ili 12 posto toga," Izvršni direktor Nexwafea Davor Sutija izjavio je za pv magazin."A u usporedbi s poreznim inicijativama u Sjedinjenim Državama, s programima koji se sada kreću u Indiji i razinom državne potpore u Kini, Europa zaostaje u podršci obnovljivoj energiji."

Osim pilot projekata koji demonstriraju njihovu tehnologiju, i Nexwafe i Power Roll slijede poslovni model licenciranja svoje tehnologije drugim proizvođačima, umjesto da sami rade proizvodnju; znači oni'malo je vjerojatno da će biti vezan uz bilo koju regiju. Indija's Reliance New Energy Solar je nedavno uložen€25 milijuna u Nexwafeu i planira implementirati tehnologiju izrade vafla u svoje ambiciozne planove za opskrbni lanac u Indiji. Power Roll također istražuje proizvodnju svoje tehnologije tankog filma u Indiji s lokalnim partnerom Thermaxom.

Obje tvrtke, međutim, kažu da vide mnogo prilika u Europi i žele igrati ulogu u regiji's PV industrija."Razvijat ćemo nove generacije solarne energije koje imaju ultravisoku učinkovitost, uključujući gradijente dopinga i nove strukture. I vjerujemo da bi bilo idealno imati partnere u Europi, da te nove inovacije iznesemo na tržište" rekao je Sutija."Istodobno, naš rad s Relianceom pokazuje da postoji globalna potražnja za našom tehnologijom. A iz perspektive ulaganja, moramo se moći natjecati na globalnoj razini i stvoriti strateška partnerstva koja omogućuju da se naša tehnologija širi što je brže moguće."

Lanci vrijednosti

Sa svojom perovskitnom tehnologijom, Oxford PV se također pobrinuo da se izbjegne oslanjanje na materijale koji će vjerojatno ponestati u bilo kojoj regiji."Mi'proučavao sam materijale koji ulaze u naše perovskitne stanice kako bismo bili sigurni da oni'ponovno dostupni, da oni'dostupni su iz nekonfliktnih regija iu dovoljnim količinama," rekla je tvrtka's CTO Chris Case."Naši izračuni pokazuju da postoji dovoljno za isporuku više od 30TW perovskitne tehnologije, a mi imamo mogućnost unutar opskrbnog lanca Europe, ako je potrebno, isporučiti te kritične materijale, a oni'dostupni su iz primarnih izvora."

Nexwafe's Sutija također napominje da je planirani objekt u Bitterfeldu, u Njemačkoj's "solarna dolina" moći će nabaviti svoj plin klorosilan iz postrojenja koje se nalazi odmah pored.

Čak i uz raspoložive sirovine, da bi tehnologije poput ovih postigle značajan opseg, također mora biti prisutan cijeli lanac opskrbe– uključujući modulni popis materijala kao što su staklo, okviri itd."Moramo vidjeti rast u cijelom opskrbnom lancu. Ne postoji tehnološka prepreka koja bi to spriječila, radi se o tome da ljudi imaju povjerenje u tržište i da su spremni ulagati," rekao je Averdung."Ono što sada trebamo učiniti je razmišljati o ubrzanju, zar ne? I mislim da ovdje politika može pomoći."