Beri za vikend: Načrti za popolnoma razvito evropsko fotonapetostno oskrbovalno verigo

To'je vznemirljiv čas za fotonapetostno proizvodnjo, saj se zdi, da je svetovna solarna industrija spoznala potrebo po lokaliziranih oskrbovalnih verigah v vseh svojih ključnih regijah. Evropa, Indija in Združene države uvajajo velike spodbude in pripravljajo načrte za vertikalno integrirano proizvodnjo v obsegu, ki je primerljiv s tistimi, ki že delujejo na Kitajskem.

Številne zgodnje inovacije na področju sončne energije so se zgodile v Evropi, pred večino sveta'Proizvodne zmogljivosti za fotonapetostne module in sorodne materiale so se v zadnjem desetletju preselile v Azijo. In ker Evropa znova želi vzpostaviti lokalno fotonapetostno proizvodno industrijo, je'Jasno je, da vpletena podjetja želijo ohraniti celino's ugled vodilnega v tehnologiji. Zaenkrat je večina evropskih načrtov izdelava celic in modulov, ki temeljijo na tehnologiji heterojunction (HJT)– med najnaprednejšimi celičnimi koncepti, ki so trenutno v proizvodnji in zmožni nekaterih najvišjih zmogljivosti.

"V Evropi je HJT trenutno tehnologija izbire za nove proizvajalce in nove linije, ne pa nadgradnje od p-tipa PERC," je povedal Karl Melkonyan, višji analitik pri IHS Markit."V zadnjih 15 do 20 letih je tehnologija HJT prehodila dolgo pot, saj nenehno znižuje stroške, povečuje učinkovitost pretvorbe in druge izboljšave zmogljivosti, poleg močne stabilnosti z zelo nizkim temperaturnim koeficientom. Pomembno je tudi omeniti, da je še prostora za nadaljnje izboljšave."

Globalno se bo HJT soočil s konkurenco obstoječe tehnologije PERC, ki je že zelo dobro stroškovno optimizirana, in svojega glavnega tekmeca tipa n TOPCon, ki ga je za razliko od HJT mogoče proizvajati na prilagojenih PERC linijah."Tako HJT kot TOPCon morata še razviti in izboljšati nekatere proizvodne procese, da bi dosegli stroškovno konkurenčnost, z večjo učinkovitostjo, večjo pretočnostjo in vzdržljivostjo, krajšim časom obdelave, nižjimi stroški in boljšo splošno zmogljivostjo," je dodal Melkonyan."jaz ne'ne mislim, da bo zmagovalec samo en." Za Evropo pa so doslej napovedani največji proizvodni načrti, vključno s tistimi Meyer Burgerja v Nemčiji, REC Group in Recoma v Franciji ter Enela v Italiji, osredotočeni na HJT. In medtem ko ti bolj uveljavljeni igralci nadaljujejo svoje impresivno delo za izboljšanje in optimizacijo tehnologije silicijevih celic, je na krilih veliko novih inovacij, ki obljubljajo podporo obstoječim načrtom in premikanje fotonapetostne proizvodnje v nove smeri.

HJT tech

S tehnologijami, kot je HJT, ki se približujejo praktičnim mejam učinkovitosti silicijeve sončne celice, industrija išče nove materiale za doseganje višjih zmogljivosti. Perovskiti, ki se najpogosteje nanesejo na silikonsko celico za ustvarjanje tandemske naprave, so se tukaj izkazali kot najbolj obetavni materiali. In čeprav jih je treba še komercializirati v kakršnem koli obsegu, mnogi vidijo tandemske celice in celo perovskite same po sebi kot prihodnost fotonapetostne tehnologije.

Podjetje Oxford PV s sedežem v Združenem kraljestvu in Nemčiji je med pionirji tehnologije tandemskih celic, ki se že približuje 30-odstotni učinkovitosti z napravami v laboratorijskem merilu. Podjetje načrtuje, da bo pred koncem letošnjega leta na trg uvedlo module perovskit-silicij, ki jih proizvajajo na svoji lokaciji v Brandenburgu v Nemčiji.– ker je prišlo do nekaj zamud zaradi Covida in s tem povezanih omejitev dobavne verige. Kar zadeva silikonsko spodnjo celico, je Oxford PV trdno zavezan HJT kot najboljši možnosti in to vidi kot priložnost za evropske proizvajalce, da prevzamejo vodilno vlogo pri tehnologiji.

"Trenutno so druge regije do določene mere obtičale s starim izdelkom v PERC in ga želijo razširiti," je dejal predsednik uprave Oxford PV Frank Averdung."V Evropi so trenutne proizvodne zmogljivosti obrobne in ne'nimam tega starega izdelka. In za nas, če želimo najvišjo učinkovitost, potrebujemo najbolj zmogljivo spodnjo celico in to je seveda HJT."

Polisilicij in več

S svojimi nedavnimi motnjami, zvišanjem cen in pomisleki glede prisilnega dela, polisilicij'dobavna veriga ponuja prikaz potrebe po lokalizirani proizvodnji od začetka do konca. Medtem ko imajo uveljavljena igralca, kot sta Wacker in Elkem, zmogljivosti za dobavo velikega dela polisilicija, ki ga bodo evropski proizvajalci potrebovali v prihodnjih letih, drugi iščejo načine, kako to pretresti in dramatično zmanjšati stroške v procesu.

Nemško zagonsko podjetje Nexwafe razvija tehnologijo, ki obljublja, da bo nadomestila procese proizvodnje polisilicija, in sicer vlečenje in žaganje ingotov, z enim samim korakom z ustvarjanjem silicijevih rezin neposredno iz plina klorosilana. Proces po besedah ​​njegovih ustvarjalcev obljublja, da bo stroške proizvodnje rezin prepolovil in izdelal bolj enotne, visokokakovostne rezine, kot je to mogoče s trenutno tehnologijo. Konec leta 2021 je podjetje dvignilo€39 milijonov naložb in načrtuje povečanje elektrarne s 500 MW zmogljivosti na lokaciji v Bitterfeld-Wolfenu v Nemčiji do začetka leta 2024.

Nove tehnologije tankega filma prav tako obljubljajo, da bodo zmanjšale velik del stroškov in kompleksnosti'je značilno za izdelavo silikonskih fotonapetostnih modulov. Britansko podjetje Power Roll je pred kratkim zaključilo pilotno proizvodno linijo za svojo tehnologijo, ki odlaga material sončnih celic v edinstveno strukturo mikroutorov. V pilotni proizvodnji podjetje dela s perovskitom kot celičnim materialom in cilja na lahke in integrirane aplikacije."Ocenjujemo, da bo naša tehnologija pri obsegu približno 50 odstotkov cenejša na podlagi vnaprejšnjega kapitala, s 50 odstotkov krajšo dobo vračila kot obstoječi tradicionalni težki silicijevi fotonapetostniki," je dejal izvršni direktor Power Roll Neil Spann.

Lokacija, lokacija, lokacija

Po dokončanju svoje 100 MW linije v Brandenburgu Oxford PV načrtuje nadaljnjo tovarno celic in modulov z močjo 2 GW, vendar doslej še ni potrdil, kje bi se to lahko nahajalo."Odprti smo za katero koli lokacijo. Seveda smo evropsko podjetje, ustanovljeno v Združenem kraljestvu in imamo proizvodne dejavnosti v Nemčiji in bi raje ostali," je rekel Averdung."Toda hkrati si ne moremo zatiskati oči, če so na drugih lokacijah znatne koristi."

Za zagotovitev, da bo Evropa ostala privlačna za podjetja, ki razvijajo te nove fotonapetostne tehnologije, bo morda morala Evropa okrepiti svojo igro v smislu podpore za njihovo povečanje."Znesek, ki je potreben za razširitev naše strani v Nemčiji, pomeni, da moramo zbrati približno 100 milijonov evrov. In trenutno, mi'če vidim državno podporo za morda 10 odstotkov ali 12 odstotkov tega," Za pv magazine je povedal generalni direktor Nexwafe Davor Sutija."In v primerjavi z davčnimi pobudami v Združenih državah, s programi, ki se zdaj izvajajo v Indiji, in ravnjo državne podpore na Kitajskem, zaradi tega Evropa zaostaja pri podpori obnovljivih virov energije."

Poleg pilotnih projektov, ki prikazujejo njihovo tehnologijo, Nexwafe in Power Roll zasledujeta poslovni model licenciranja svoje tehnologije drugim proizvajalcem, namesto da bi se sami ukvarjali s proizvodnjo; kar pomeni oni'malo verjetno, da bo vezan na katero koli regijo. Indija's Reliance New Energy Solar je nedavno investiral€25 milijonov v Nexwafe in načrtuje implementacijo tehnologije izdelave rezin v svojih ambicioznih načrtih za dobavno verigo v Indiji. Power Roll z lokalnim partnerjem Thermaxom raziskuje tudi proizvodnjo svoje tankoslojne tehnologije v Indiji.

Obe podjetji pa pravita, da vidita veliko priložnosti v Evropi in želita sodelovati v regiji's PV industrija."Razvijali bomo nove generacije sončne energije, ki imajo ultravisoke učinkovitosti, vključno z gradienti dopinga, in nove strukture. In verjamemo, da bi bilo idealno imeti partnerje v Evropi, da bi te nove inovacije predstavili na trgu" je rekel Sutija."Hkrati naše delo s podjetjem Reliance kaže, da obstaja svetovno povpraševanje po naši tehnologiji. Z naložbenega vidika moramo biti sposobni konkurirati globalno in ustvariti strateška partnerstva, ki omogočajo, da se naša tehnologija čim hitreje širi."

Vrednostne verige

Oxford PV je s svojo perovskitno tehnologijo poskrbel tudi za to, da se izogne ​​zanašanju na materiale, ki bi lahko primanjkovali v kateri koli regiji."mi'preučili smo materiale, ki gredo v naše perovskitne celice, da bi se prepričali, da so'so na voljo, da so'so na voljo iz nekonfliktnih regij in v zadostnih količinah," je dejalo podjetje's CTO Chris Case."Naši izračuni kažejo, da je dovolj za dobavo več kot 30 TW perovskitne tehnologije in da imamo v evropski dobavni verigi, če je potrebno, možnost dobaviti te kritične materiale, in'so na voljo iz primarnih virov."

Nexwafe's Sutija še ugotavlja, da je načrtovan objekt v Bitterfeldu v Nemčiji's "sončna dolina" bo lahko pridobival svoj plin klorosilana iz objekta, ki se nahaja tik pred vrati.

Tudi z razpoložljivimi surovinami, da bi takšne tehnologije dosegle pomemben obseg, mora biti prisotna tudi celotna dobavna veriga– vključno s seznamom materialov, kot so steklo, okvirji itd."Videti moramo rast v celotni dobavni verigi. Ni tehnološke ovire, ki bi to preprečila, gre za ljudi, ki zaupajo v trg in so pripravljeni vlagati," je rekel Averdung."Kar moramo zdaj narediti, je razmišljati o pospeševanju, kajne? In mislim, da tukaj lahko pomaga politika."