آخر هفته بخوانید: برنامه هایی برای یک زنجیره تامین PV اروپایی کاملاً پیشرفته

آی تی'زمان هیجان‌انگیزی برای تولید PV است، به‌نظر می‌رسد صنعت خورشیدی جهانی نیاز به زنجیره‌های تامین محلی در تمام مناطق کلیدی خود را درک کرده است. اروپا، هند و ایالات متحده همگی مشوق‌های عمده‌ای را راه‌اندازی کرده‌اند و برنامه‌هایی را برای تولید یکپارچه عمودی در مقیاس‌های قابل مقایسه با آنچه که در حال حاضر در چین در حال اجراست، اجرا می‌کنند.

بسیاری از نوآوری های اولیه در انرژی خورشیدی در اروپا، قبل از بخش عمده ای از جهان رخ داده است'ظرفیت تولید ماژول های PV و مواد مرتبط در دهه گذشته به آسیا منتقل شده است. و از آنجا که اروپا دوباره به دنبال ایجاد یک صنعت محلی تولید PV است، آن را'واضح است که شرکت های درگیر می خواهند قاره را حفظ کنند'شهرت به عنوان یک رهبر فناوری تاکنون، بخش عمده ای از برنامه های اروپایی برای تولید سلول ها و ماژول ها بر اساس فناوری هتروجانکشن (HJT) است.– یکی از پیشرفته ترین مفاهیم سلولی در حال حاضر در حال تولید و قادر به برخی از بالاترین عملکرد است.

"در اروپا، HJT در حال حاضر فناوری انتخابی برای تولیدکنندگان جدید و خطوط جدید است، به جای ارتقاء از نوع p PERC." کارل ملکونیان، تحلیلگر ارشد IHS Markit گفت."در 15 تا 20 سال گذشته، فناوری HJT راه درازی را پیموده است، به طور مداوم هزینه ها را کاهش می دهد، راندمان تبدیل را افزایش می دهد و سایر بهبودهای عملکرد، در کنار پایداری قوی با ضریب دمای بسیار پایین. همچنین ذکر این نکته ضروری است که هنوز جای پیشرفت بیشتری وجود دارد."

در سطح جهانی، HJT با فناوری PERC موجود که در حال حاضر به خوبی بهینه سازی شده است، و رقیب اصلی خود از نوع n، TOPCon، که برخلاف HJT می تواند در خطوط PERC سازگار تولید شود، با رقابت روبرو خواهد شد."هر دو HJT و TOPCon هنوز باید برخی از فرآیندهای تولید را توسعه دهند و بهبود بخشند تا به رقابت با هزینه، با راندمان بالاتر، توان عملیاتی و دوام بالاتر، زمان پردازش کوتاه تر، هزینه کمتر و عملکرد کلی بهتر دست یابند." ملکنیان اضافه کرد."من انجام می دهم'فکر نمی کنم فقط یک برنده وجود داشته باشد." با این حال، برای اروپا، بزرگترین برنامه های تولید اعلام شده تاکنون، از جمله برنامه های Meyer Burger در آلمان، REC Group و Recom در فرانسه، و Enel در ایتالیا، همگی بر HJT متمرکز شده اند. و در حالی که این بازیکنان با سابقه‌تر به کار چشمگیر خود برای بهبود و بهینه‌سازی فناوری سلول‌های سیلیکونی ادامه می‌دهند، نوآوری‌های جدید زیادی در بال‌ها وجود دارد که نوید پشتیبانی از برنامه‌های موجود و حرکت تولید PV را در جهت‌های جدید می‌دهد.

فناوری HJT

با نزدیک شدن فناوری‌هایی مانند HJT به محدودیت‌های بازده عملی یک سلول خورشیدی سیلیکونی، صنعت به دنبال مواد جدید برای دستیابی به عملکرد بالاتر است. پروسکایت ها که اغلب در بالای سلول سیلیکونی برای ایجاد یک دستگاه پشت سر هم قرار می گیرند، به عنوان امیدوارکننده ترین مواد در اینجا ظاهر شده اند. و اگرچه هنوز در هر مقیاسی تجاری سازی نشده اند، سلول های پشت سر هم و حتی پروسکایت ها به تنهایی توسط بسیاری به عنوان آینده PV تلقی می شوند.

شرکت Oxford PV مستقر در بریتانیا/آلمان یکی از پیشگامان فناوری سلول های پشت سر هم است که در حال حاضر با دستگاه های مقیاس آزمایشگاهی به علامت بازده 30 درصد نزدیک شده است. این شرکت قصد دارد تا قبل از پایان سال جاری، ماژول‌های پروسکایت-سیلیکون تولید شده در سایت خود در براندنبورگ آلمان را به بازار معرفی کند.– چند تاخیر به دلیل کووید و محدودیت های زنجیره تامین مرتبط با آن دیده شده است. تا آنجا که سلول پایین سیلیکونی پیش می‌رود، Oxford PV کاملاً به HJT به عنوان بهترین گزینه متعهد است و این را فرصتی برای تولیدکنندگان اروپایی می‌بیند تا در فناوری پیشرو باشند.

"در حال حاضر، مناطق دیگر تا حدودی با یک محصول قدیمی در PERC گیر کرده اند و می خواهند آن را گسترش دهند." فرانک آوردونگ، مدیر عامل PV آکسفورد گفت."در اروپا، ظرفیت تولید فعلی حاشیه ای است و شما این کار را انجام نمی دهید'این محصول قدیمی را نداشته باشید. و برای ما، اگر بالاترین راندمان را می‌خواهیم، ​​به سلول پایینی با بهترین عملکرد نیاز داریم و آن البته HJT است."

پلی سیلیکون و فراتر از آن

با اختلالات اخیر، افزایش قیمت و نگرانی در مورد کار اجباری، پلی سیلیکون'زنجیره تامین نیاز به تولید محلی را از ابتدا تا انتها نشان می دهد. در حالی که بازیکنان معتبری مانند Wacker و Elkem ظرفیت تامین بسیاری از پلی سیلیکون مورد نیاز تولیدکنندگان اروپایی را در سال‌های آینده دارند، دیگران به دنبال راه‌هایی برای تغییر دادن این مشکل و کاهش چشمگیر هزینه‌ها در این فرآیند هستند.

استارت آپ آلمانی Nexwafe در حال توسعه فناوری است که وعده می دهد فرآیندهای تولید پلی سیلیکون، یعنی کشیدن و اره کردن شمش را تنها با یک مرحله با ایجاد ویفرهای سیلیکونی مستقیماً از گاز کلروسیلان جایگزین کند. به گفته سازندگان آن، این فرآیند وعده می دهد که هزینه تولید ویفر را به نصف کاهش دهد و ویفرهای یکنواخت تر و با کیفیت بالا را نسبت به فناوری فعلی تولید کند. در اواخر سال 2021 این شرکت افزایش داد€39 میلیون سرمایه گذاری کرده و قصد دارد تا اوایل سال 2024 یک نیروگاه با ظرفیت 500 مگاوات را در سایت خود در Bitterfeld-Wolfen آلمان افزایش دهد.

فناوری‌های جدید لایه نازک همچنین نوید بخش زیادی از هزینه و پیچیدگی آن را می‌دهند'ذاتی ساخت ماژول های PV سیلیکونی است. شرکت بریتانیایی پاور رول اخیراً خط تولید آزمایشی را برای فناوری خود تکمیل کرده است که مواد سلول خورشیدی را در یک ساختار ریز شیار منحصر به فرد رسوب می دهد. در تولید آزمایشی، این شرکت با پروسکایت به عنوان ماده سلولی کار می کند و کاربردهای سبک وزن و یکپارچه را هدف قرار می دهد."ما تخمین می زنیم که وقتی مقیاس کنیم، فناوری ما بر اساس سرمایه اولیه حدود 50 درصد ارزان تر خواهد بود، با دوره بازپرداخت 50 درصد کوتاه تر از PV سیلیکونی سنگین موجود." نیل اسپن، مدیرعامل پاور رول گفت.

مکان، مکان، مکان

پس از تکمیل خط 100 مگاواتی خود در براندنبورگ، Oxford PV در حال برنامه ریزی برای یک کارخانه سلول و ماژول 2 گیگاواتی دیگر است، اما تا کنون محل قرارگیری آن را تایید نکرده است."ما برای هر مکانی باز هستیم البته، ما یک شرکت اروپایی هستیم که در بریتانیا تأسیس شده است و در آلمان عملیات تولیدی داریم و ترجیح می دهیم بمانیم." گفت اوردونگ."اما در عین حال، اگر مزایای قابل توجهی در مکان های دیگر وجود داشته باشد، نمی توانیم چشمان خود را ببندیم."

برای اطمینان از اینکه اروپا برای شرکت‌هایی که این فن‌آوری‌های PV جدید را توسعه می‌دهند، جذاب باقی می‌ماند، اروپا ممکن است نیاز داشته باشد که بازی خود را از نظر پشتیبانی برای افزایش مقیاس آنها ارتقا دهد."مبلغ مورد نیاز برای افزایش مقیاس سایت ما در آلمان به این معنی است که ما باید تقریباً 100 میلیون یورو جمع آوری کنیم. و در حال حاضر، ما'شاهد حمایت دولت برای شاید 10 یا 12 درصد از آن،" مدیر عامل Nexwafe Davor Sutija به مجله pv گفت."و در مقایسه با طرح‌های مالیاتی در ایالات متحده، با برنامه‌هایی که اکنون در هند پیش می‌روند، و سطح حمایت دولتی در چین، اروپا را در حمایت از انرژی‌های تجدیدپذیر عقب‌تر می‌سازد."

جدا از پروژه‌های آزمایشی که فناوری خود را نشان می‌دهند، هر دو Nexwafe و Power Roll به جای اینکه خودشان تولید را انجام دهند، به دنبال یک مدل تجاری هستند که مجوز فناوری خود را به دیگر تولیدکنندگان ارائه می‌دهند. به معنی آنها'بعید است که به هیچ منطقه ای مرتبط باشد. هندوستان'Reliance New Energy Solar اخیرا سرمایه گذاری کرده است€25 میلیون در Nexwafe و قصد دارد فناوری ساخت ویفر را در برنامه های بلندپروازانه خود برای زنجیره تامین در هند پیاده کند. پاور رول همچنین در حال بررسی ساخت فناوری لایه نازک خود در هند با شریک محلی Thermax است.

با این حال، هر دو شرکت می‌گویند که فرصت‌های زیادی را در اروپا می‌بینند و مایلند در منطقه نقش داشته باشند'صنعت PV."ما نسل‌های جدیدی از خورشید را توسعه خواهیم داد که بازدهی فوق‌العاده بالایی دارند، از جمله با شیب‌های دوپینگ، و ساختارهای جدید. و ما معتقدیم که داشتن شرکای در اروپا برای عرضه این نوآوری های جدید به بازار ایده آل است" سوتیجا گفت."در عین حال، کار ما با Reliance نشان می دهد که تقاضای جهانی برای فناوری ما وجود دارد. و از منظر سرمایه گذاری، ما نیاز داریم که بتوانیم در سطح جهانی رقابت کنیم و شراکت های استراتژیک ایجاد کنیم که به فناوری ما اجازه می دهد با بیشترین سرعت ممکن منتشر شود."

زنجیره های ارزش

آکسفورد PV با فناوری پروسکایت خود مراقبت کرده است که از اتکا به موادی که احتمالاً در هر منطقه ای ضعیف هستند خودداری کند."ما'موادی را که وارد سلول‌های پروسکایت ما می‌شوند را مطالعه کرده‌ایم تا مطمئن شویم که آنها هستند'به راحتی در دسترس هستند، که آنها'از مناطق غیر درگیری و به مقدار کافی در دسترس است،" گفت شرکت'CTO کریس کیس."محاسبات ما نشان می دهد که برای ارائه بیش از 30TW فناوری پروسکایت کافی است و ما در زنجیره تامین اروپا در صورت لزوم توانایی تامین این مواد حیاتی را داریم.'از منابع اولیه قابل دسترسی است."

نکوافه's Sutija همچنین اشاره می کند که تاسیسات برنامه ریزی شده در Bitterfeld، در آلمان's "دره خورشیدی" قادر خواهد بود گاز کلروسیلان خود را از تأسیساتی که درست در مجاورت آن قرار دارد تأمین کند.

حتی با وجود مواد خام موجود، برای چنین فناوری هایی برای دستیابی به مقیاس معنادار، کل زنجیره تامین نیز باید وجود داشته باشد.– از جمله ماژول موادی مانند شیشه، قاب و غیره."ما باید شاهد رشد در سراسر زنجیره تامین باشیم. هیچ مانع تکنولوژیکی برای جلوگیری از این امر وجود ندارد، این در مورد اعتماد مردم به بازار و تمایل به سرمایه گذاری است." گفت اوردونگ."اما آنچه که اکنون باید انجام دهیم این است که به شتاب فکر کنیم، درست است؟ و من فکر می کنم اینجا سیاست می تواند کمک کند."