Víkendové čtení: Plány na plnohodnotný evropský dodavatelský řetězec pro fotovoltaiku

To'Je to vzrušující doba pro výrobu fotovoltaiky, protože globální solární průmysl si zřejmě uvědomil potřebu lokalizovaných dodavatelských řetězců ve všech svých klíčových regionech. Evropa, Indie a Spojené státy zavádějí významné pobídky a zavádějí plány pro vertikálně integrovanou výrobu v měřítku srovnatelném s těmi, které již fungují v Číně.

Mnoho z prvních inovací v solární energii se odehrálo v Evropě, dříve než většina světa'výrobní kapacita fotovoltaických modulů a souvisejících materiálů se v posledním desetiletí přesunula do Asie. A když se Evropa znovu snaží založit místní průmysl výroby fotovoltaických systémů, je'Je jasné, že zúčastněné společnosti chtějí udržet kontinent'pověst technologického lídra. Většina evropských plánů zatím spočívá ve výrobě článků a modulů založených na technologii heterojunction (HJT)– patří k nejpokročilejším koncepcím článků, které se v současné době vyrábí a jsou schopné dosahovat nejvyššího výkonu.

"V Evropě je HJT v současnosti preferovanou technologií pro nové výrobce a nové linky, spíše než upgrady z PERC typu p," řekl Karl Melkonyan, hlavní analytik společnosti IHS Markit."Za posledních 15 až 20 let ušla technologie HJT dlouhou cestu, neustále snižovala náklady, zvyšovala účinnost konverze a další výkonnostní vylepšení, spolu se silnou stabilitou s velmi nízkým teplotním koeficientem. Je také důležité zmínit, že stále existuje prostor pro další vylepšení."

Globálně bude HJT čelit konkurenci stávající technologie PERC, která je již velmi dobře nákladově optimalizována, a jejího hlavního rivala typu n TOPCon, který lze na rozdíl od HJT vyrábět na upravených linkách PERC."HJT i TOPCon stále musí vyvíjet a zlepšovat některé výrobní procesy, aby dosáhly nákladové konkurenceschopnosti s vyšší efektivitou, vyšší propustností a trvanlivostí, kratší dobou zpracování, nižšími náklady a lepším celkovým výkonem," dodal Melkonyan."já ne'Nemyslím si, že vítěz bude jen jeden." Pro Evropu jsou však největší dosud oznámené výrobní plány, včetně plánů Meyer Burger v Německu, REC Group a Recom ve Francii a Enel v Itálii, zaměřeny na HJT. A zatímco tito zavedenější hráči pokračují ve své působivé práci na vylepšování a optimalizaci technologie křemíkových článků, v křídlech čeká spousta nových inovací, které slibují jak podpořit stávající plány, tak posunout výrobu fotovoltaiky novými směry.

HJT tech

S technologiemi jako HJT, které se blíží praktickým limitům účinnosti křemíkových solárních článků, průmysl hledá nové materiály, které by dosáhly vyšších výkonů. Jako nejslibnější materiály se zde ukázaly perovskity, nejčastěji uložené na křemíkové buňce za účelem vytvoření tandemového zařízení. A ačkoli tandemové buňky a dokonce i perovskity samy o sobě ještě nebyly komercializovány v jakémkoli měřítku, mnozí vidí budoucnost fotovoltaiky.

Společnost Oxford PV se sídlem ve Spojeném království/Německu patří k průkopníkům technologie tandemových článků a se zařízeními v laboratorním měřítku se již blíží hranici 30 procent účinnosti. Společnost plánuje uvést perovskit-křemíkové moduly vyráběné v jejím závodě v německém Brandenburgu na trh do konce letošního roku.– došlo k několika zpožděním kvůli Covidu a souvisejícím omezením dodavatelského řetězce. Pokud jde o křemíkový spodní článek, Oxford PV je pevně oddán HJT jako nejlepší možnosti a vidí to jako příležitost pro evropské výrobce, aby se ujali vedení v technologii.

"Právě teď jsou jiné regiony do určité míry uvízlé u staršího produktu v PERC a chtějí jej rozšířit," řekl generální ředitel Oxford PV Frank Averdung."V Evropě je současná výrobní kapacita marginální, a vy ne'nemám tento starší produkt. A pro nás, pokud chceme nejvyšší účinnost, potřebujeme nejvýkonnější spodní článek, a to je samozřejmě HJT."

Polysilikon a další

S jeho nedávným přerušením, zvýšením cen a obavami z nucené práce, polysilikon'Dodavatelský řetězec nabízí ukázku potřeby lokalizované výroby od začátku do konce. Zatímco zavedení hráči jako Wacker a Elkem mají kapacitu dodávat velkou část polysilikonu, který budou evropští výrobci v nadcházejících letech potřebovat, jiní hledají způsoby, jak to otřást a dramaticky snížit náklady v tomto procesu.

Německý startup Nexwafe vyvíjí technologii, která slibuje nahradit procesy výroby polysilikonu, konkrétně tahání a řezání ingotů, jediným krokem vytvořením křemíkových plátků přímo z plynného chlorsilanu. Proces podle svých tvůrců slibuje snížení nákladů na výrobu oplatek na polovinu a výrobu jednotnějších a vysoce kvalitních oplatek, než je možné se současnou technologií. Na konci roku 2021 společnost zvýšila€Investice ve výši 39 milionů a plánuje do začátku roku 2024 rozšířit elektrárnu s kapacitou 500 MW ve svém místě v Bitterfeld-Wolfen v Německu.

Nové technologie tenkých filmů také slibují snížení nákladů a složitosti'je neodmyslitelnou součástí výroby křemíkových fotovoltaických modulů. Britská společnost Power Roll nedávno dokončila pilotní výrobní linku pro svou technologii, která ukládá materiál solárních článků do unikátní mikrodrážky. V pilotní výrobě společnost pracuje s perovskitem jako buněčným materiálem a zaměřuje se na lehké a integrované aplikace."Odhadujeme, že když budeme škálovat, naše technologie bude asi o 50 procent levnější na základě počátečního kapitálu, s o 50 procent kratší dobou návratnosti než stávající tradiční těžké křemíkové fotovoltaiky," řekl generální ředitel Power Roll Neil Spann.

Umístění, umístění, umístění

Po dokončení své 100MW linky v Brandenburgu plánuje Oxford PV další 2GW továrnu na články a moduly, ale zatím nepotvrdila, kde by mohla být umístěna."Jsme otevřeni jakékoli lokalitě. Samozřejmě jsme evropská společnost založená ve Spojeném království a máme výrobní závody v Německu a nejraději bychom zůstali," řekl Averdung."Zároveň však nemůžeme zavírat oči, pokud existují podstatné výhody v jiných lokalitách."

Aby Evropa zůstala atraktivní pro společnosti vyvíjející tyto nové fotovoltaické technologie, bude možná muset zlepšit svou hru, pokud jde o podporu jejich rozšíření."Částka potřebná k rozšíření našeho webu v Německu znamená, že musíme získat přibližně 100 milionů eur. A v současnosti my'vidím státní podporu možná 10 procent nebo 12 procent z toho," Generální ředitel Nexwafe Davor Sutija to řekl magazínu pv."A ve srovnání s daňovými iniciativami ve Spojených státech, s programy, které nyní pokračují v Indii, a úrovní státní podpory v Číně, to dělá Evropu opozdilcem v podpoře obnovitelné energie."

Kromě pilotních projektů demonstrujících svou technologii, Nexwafe i Power Roll sledují obchodní model licencování své technologie jiným výrobcům, spíše než aby dělali výrobu sami; což znamená oni'je nepravděpodobné, že by bylo vázáno na nějaký region. Indie's Reliance New Energy Solar nedávno investovala€25 milionů v Nexwafe a plánuje implementovat technologii výroby waferů do svých ambiciózních plánů pro dodavatelský řetězec v Indii. Společnost Power Roll také zkoumá výrobu své tenkovrstvé technologie v Indii s místním partnerem Thermax.

Obě společnosti však tvrdí, že v Evropě vidí spoustu příležitostí a chtějí v regionu hrát roli's fotovoltaický průmysl."Budeme vyvíjet nové generace solárních článků, které budou mít ultra vysokou účinnost, včetně dopingových gradientů, a nové struktury. A my věříme, že by bylo ideální mít partnery v Evropě, abychom tyto nové inovace uvedli na trh" řekla Sutija."Naše spolupráce se systémem Reliance zároveň ukazuje, že po naší technologii existuje globální poptávka. A z investičního hlediska musíme být schopni konkurovat globálně a vytvářet strategická partnerství, která umožní co nejrychlejší šíření naší technologie."

Hodnotové řetězce

Oxford PV se svou perovskitovou technologií také dbal na to, aby se nespoléhal na materiály, které by mohly v jakémkoli regionu docházet."My'studovali jsme materiály, které vstupují do našich perovskitových buněk, abychom se ujistili, že ano'jsou snadno dostupné, že jsou'jsou dostupné z nekonfliktních regionů a v dostatečném množství," řekla společnost's CTO Chris Case."Naše výpočty ukazují, že je dostatek k dodání více než 30 TW perovskitové technologie a v rámci dodavatelského řetězce v Evropě jsme schopni v případě potřeby tyto kritické materiály dodat.'jsou dostupné z primárních zdrojů."

Nexwafe's Sutija také poznamenává, že plánované zařízení v Bitterfeldu v Německu's "sluneční údolí" bude moci získávat plynný chlorsilan ze zařízení umístěného hned vedle.

Dokonce i s dostupnými surovinami, aby technologie jako tyto dosáhly smysluplného rozsahu, musí být přítomen také celý dodavatelský řetězec– včetně kusovníku modulů, jako je sklo, rámy atd."Musíme vidět růst v celém dodavatelském řetězci. Neexistuje žádná technologická překážka, která by tomu zabránila, jde o to, aby lidé měli důvěru v trh a byli ochotni investovat," řekl Averdung."Co teď ale musíme udělat, je přemýšlet o zrychlení, že? A myslím, že tady může pomoci politika."