Прочетете през уикенда: Планове за пълноценна европейска фотоволтаична верига за доставки

То'е вълнуващо време за PV производство, като глобалната соларна индустрия изглежда е осъзнала необходимостта от локализирани вериги за доставки във всичките си ключови региони. Европа, Индия и Съединените щати стартират големи стимули и въвеждат планове за вертикално интегрирано производство в мащаби, сравними с тези, които вече работят в Китай.

Много от ранните иновации в слънчевата енергия са се случили в Европа, преди по-голямата част от света'Производственият капацитет на фотоволтаични модули и свързани материали се премести в Азия през последното десетилетие. И тъй като Европа отново се стреми да създаде местна PV производствена индустрия, тя'Ясно е, че участващите компании искат да запазят континента'репутация на технологичен лидер. Досега по-голямата част от европейските планове са за производство на клетки и модули, базирани на технологията за хетеропреходи (HJT)– сред най-модерните концепции за клетки, които се произвеждат в момента и способни на едни от най-високата производителност.

"В Европа HJT в момента е технологията на избор за нови производители и нови линии, а не надстройки от p-тип PERC," каза Карл Мелконян, старши анализатор в IHS Markit."През последните 15 до 20 години технологията HJT измина дълъг път, непрекъснато намалявайки разходите, увеличавайки ефективността на преобразуване и други подобрения на производителността, заедно със силна стабилност с много нисък температурен коефициент. Също така е важно да се спомене, че все още има място за по-нататъшни подобрения."

В световен мащаб HJT ще се сблъска с конкуренция от съществуващата PERC технология, която вече е много добре оптимизирана по отношение на разходите, и от основния си съперник n-тип TOPCon, който за разлика от HJT може да се произвежда на адаптирани PERC линии."И HJT, и TOPCon все още трябва да разработят и подобрят някои от производствените процеси, за да постигнат конкурентоспособност на разходите, с по-висока ефективност, по-висока производителност и издръжливост, по-кратко време за обработка, по-ниски разходи и по-добра цялостна производителност," добави Мелконян."аз не'не мисля, че ще има само един победител." За Европа обаче най-големите производствени планове, обявени досега, включително тези на Meyer Burger в Германия, REC Group и Recom във Франция и Enel в Италия, са фокусирани върху HJT. И докато тези по-утвърдени играчи продължават впечатляващата си работа за подобряване и оптимизиране на технологията на силициевите клетки, има много нови иновации, които чакат в крилете си, които обещават както да подкрепят съществуващите планове, така и да придвижат PV производството в нови посоки.

HJT технология

С технологии като HJT, които се приближават до практическите граници на ефективност на силициевата слънчева клетка, индустрията търси нови материали, за да достигне по-висока производителност. Перовскитите, най-често отлагани върху силиконова клетка за създаване на тандемно устройство, се очертават като най-обещаващите материали тук. И въпреки че тепърва ще бъдат комерсиализирани в какъвто и да е мащаб, тандемните клетки и дори перовскитите сами по себе си се разглеждат от мнозина като бъдещето на фотоволтаичния апарат.

Базираната в Обединеното кралство/Германия компания Oxford PV е сред пионерите на тандемната клетъчна технология, която вече се приближава до 30-процентната ефективност с устройства с лабораторни мащаби. Компанията планира да представи на пазара перовскитно-силициеви модули, произведени в завода си в Бранденбург, Германия, преди края на тази година– като видяхме няколко забавяния поради Covid и свързаните с него ограничения във веригата за доставки. Що се отнася до силиконовата долна клетка, Oxford PV е твърдо ангажиран с HJT като най-добрия вариант и вижда това като възможност за европейските производители да поемат водеща роля в технологиите.

"В момента други региони до известна степен са останали с наследен продукт в PERC и искат да го разширят," каза главният изпълнителен директор на Oxford PV Франк Авердунг."В Европа сегашният производствен капацитет е маргинален и вие не го правите'нямам този наследен продукт. И за нас, ако искаме най-висока ефективност, имаме нужда от най-добре представящата се долна клетка и това разбира се е HJT."

Полисилиций и не само

Със своите скорошни смущения, повишения на цените и опасения относно принудителния труд, полисилиций'Веригата за доставки предлага демонстрация на необходимостта от локализирано производство от началото до края. Докато утвърдени играчи като Wacker и Elkem имат капацитета да доставят голяма част от полисилиция, който ще бъде необходим на европейските производители през следващите години, други търсят начини да разклатят това и драстично да намалят разходите в процеса.

Немският стартъп Nexwafe разработва технология, която обещава да замени процесите на производство на полисилиций, а именно изтегляне и рязане на слитъци, само с една стъпка чрез създаване на силициеви пластини директно от хлорсиланов газ. Процесът обещава, според неговите създатели, да намали наполовина разходите за производство на вафли и да произвежда по-равномерни, висококачествени вафли, отколкото е възможно с настоящата технология. В края на 2021 г. компанията повдигна€39 милиона инвестиции и планира да разшири мощността на централа с мощност 500 MW на мястото си в Битерфелд-Волфен, Германия до началото на 2024 г.

Новите тънкослойни технологии също обещават да намалят голяма част от разходите и сложността'присъщо на производството на силициеви фотоволтаични модули. Компанията от Обединеното кралство Power Roll наскоро завърши пилотна производствена линия за своята технология, която отлага материал от слънчеви клетки в уникална структура с микрожлебове. В пилотно производство компанията работи с перовскит като клетъчен материал и е насочена към леки и интегрирани приложения."Смятаме, че когато мащабираме, нашата технология ще бъде с около 50 процента по-евтина на база първоначален капитал, с 50 процента по-кратък период на изплащане от съществуващите традиционни тежки силициеви фотоволтаични устройства," каза главният изпълнителен директор на Power Roll Нийл Спан.

Местоположение, местоположение, местоположение

След завършване на своята 100MW линия в Бранденбург, Oxford PV планира още 2GW фабрика за клетки и модули, но досега не е потвърдила къде може да бъде разположена."Ние сме отворени за всяко място. Разбира се, ние сме европейска компания, основана в Обединеното кралство и имаме производствени операции в Германия и бихме предпочели да останем," каза Авердунг."Но в същото време не можем да си затваряме очите, ако има значителни ползи на други места."

За да гарантира, че остава привлекателна за компаниите, разработващи тези нови фотоволтаични технологии, Европа може да се наложи да подобри играта си по отношение на подкрепата за тяхното увеличаване."Сумата, необходима за разширяване на нашия сайт в Германия, означава, че трябва да съберем приблизително 100 милиона евро. И в момента ние'виждам държавна подкрепа за може би 10 процента или 12 процента от това," Главният изпълнителен директор на Nexwafe Давор Сутия каза пред pv magazine."И в сравнение с данъчните инициативи в Съединените щати, с програмите, които сега се развиват в Индия, и нивото на държавна подкрепа в Китай, това прави Европа изостанала в подкрепата на възобновяемата енергия."

Освен пилотните проекти, демонстриращи тяхната технология, Nexwafe и Power Roll следват бизнес модел на лицензиране на технологията си на други производители, вместо да извършват сами производството; означава те'е малко вероятно да бъдат обвързани с някой регион. Индия's Reliance New Energy Solar наскоро инвестира€25 милиона в Nexwafe и планира да приложи технологията за производство на вафли в своите амбициозни планове за верига за доставки в Индия. Power Roll също проучва производството на своята тънкослойна технология в Индия с местния партньор Thermax.

И двете компании обаче казват, че виждат много възможности в Европа и желаят да играят роля в региона's PV индустрия."Ще разработваме нови поколения соларни системи, които имат свръхвисока ефективност, включително с градиенти на допинг, и нови структури. И ние вярваме, че би било идеално да имаме партньори в Европа, за да изведем тези нови иновации на пазара" каза Сутия."В същото време работата ни с Reliance показва, че има глобално търсене на нашата технология. И от инвестиционна гледна точка, ние трябва да можем да се конкурираме в световен мащаб и да създаваме стратегически партньорства, които позволяват на нашата технология да се разпространява възможно най-бързо."

Вериги за стойност

Със своята перовскитна технология, Oxford PV също се е погрижила да избегне разчитането на материали, които вероятно ще са недостатъчни във всеки регион."ние'проучихме материалите, които влизат в нашите перовскитни клетки, за да се уверим, че те'са достъпни лесно, че те'се предлага от неконфликтни региони и в достатъчни количества," казаха от компанията'Технически директор Крис Кейс."Нашите изчисления показват, че има достатъчно, за да достави повече от 30TW технология на перовскит, и ние имаме възможност в рамките на веригата за доставки на Европа, ако е необходимо, да доставяме тези критични материали и те'са достъпни от първични източници."

Nexwafe's Sutija също така отбелязва, че планираното съоръжение в Битерфелд, Германия's "слънчева долина" ще може да набавя своя хлорсиланов газ от съоръжение, разположено точно в съседство.

Дори с наличните суровини, за да постигнат значителен мащаб на технологии като тези, цялата верига на доставки също трябва да присъства– включително модулен списък с материали като стъкло, рамки и др."Трябва да видим растеж по цялата верига на доставки. Няма технологично препятствие, което да предотврати това, става въпрос за хората, които имат доверие в пазара и са готови да инвестират," каза Авердунг."Това, което трябва да направим сега, е да помислим за ускорението, нали? И мисля, че тук политиката може да помогне."