Darllen y Penwythnos: Cynlluniau ar gyfer Cadwyn Gyflenwi Ffotofoltäig Ewropeaidd Gyflawn
Apr 11, 2022
Mae'n's yn gyfnod cyffrous ar gyfer gweithgynhyrchu ffotofoltäig, gyda'r diwydiant solar byd-eang i bob golwg wedi sylweddoli'r angen am gadwyni cyflenwi lleol ym mhob un o'i ranbarthau allweddol. Mae Ewrop, India, a'r Unol Daleithiau i gyd yn lansio cymhellion mawr ac yn rhoi cynlluniau ar waith ar gyfer gweithgynhyrchu integredig fertigol ar raddfeydd tebyg i'r rhai sydd eisoes ar waith yn Tsieina.
Digwyddodd llawer o'r datblygiadau arloesol cynnar mewn ynni solar yn Ewrop, cyn mwyafrif y byd's gweithgynhyrchu capasiti ar gyfer modiwlau PV a deunyddiau cysylltiedig symud i Asia dros y degawd diwethaf. Ac wrth i Ewrop eto edrych i sefydlu diwydiant gweithgynhyrchu PV lleol, mae'n's glir bod y cwmnïau dan sylw am gynnal y cyfandir's enw da fel arweinydd technoleg. Hyd yn hyn, mae mwyafrif y cynlluniau Ewropeaidd i gynhyrchu celloedd a modiwlau yn seiliedig ar dechnoleg heterojunction (HJT)– ymhlith y cysyniadau celloedd mwyaf datblygedig sy'n cael eu cynhyrchu ar hyn o bryd ac sy'n gallu rhywfaint o'r perfformiad uchaf.
"Yn Ewrop, HJT ar hyn o bryd yw'r dechnoleg o ddewis ar gyfer gweithgynhyrchwyr newydd a llinellau newydd, yn hytrach nag uwchraddio o PERC math-p," meddai Karl Melkonyan, uwch ddadansoddwr yn IHS Markit."Yn ystod y 15 i 20 mlynedd diwethaf, mae technoleg HJT wedi dod yn bell, gan leihau cost yn barhaus, cynyddu effeithlonrwydd trosi, a gwelliannau perfformiad eraill, ochr yn ochr â sefydlogrwydd cryf gyda chyfernod tymheredd isel iawn. Mae hefyd yn bwysig sôn bod lle i wella ymhellach o hyd."
Yn fyd-eang, bydd HJT yn wynebu cystadleuaeth gan y dechnoleg PERC bresennol sydd eisoes wedi'i hoptimeiddio'n dda iawn, ac o'i phrif gystadleuydd n-math TOPCon, y gellir ei gynhyrchu yn wahanol i HJT ar linellau PERC wedi'u haddasu."Mae'n rhaid i HJT a TOPCon ddatblygu a gwella rhai o'r prosesau gweithgynhyrchu o hyd i gyrraedd cystadleurwydd cost, gydag effeithlonrwydd uwch, trwybwn uwch a gwydnwch, amser prosesu byrrach, cost is a pherfformiad cyffredinol gwell," ychwanegodd Melkonyan."gwnaf't meddwl mai dim ond un enillydd fydd." Ar gyfer Ewrop, fodd bynnag, mae'r cynlluniau gweithgynhyrchu mwyaf a gyhoeddwyd hyd yn hyn, gan gynnwys rhai Meyer Burger yn yr Almaen, REC Group a Recom yn Ffrainc, ac Enel yn yr Eidal, i gyd yn canolbwyntio ar HJT. Ac er bod y chwaraewyr mwy sefydledig hyn yn parhau â'u gwaith trawiadol i wella a gwneud y gorau o'r dechnoleg celloedd silicon, mae yna lawer o ddatblygiadau newydd yn aros yn yr adenydd sy'n addo cefnogi cynlluniau presennol a symud gweithgynhyrchu PV i gyfeiriadau newydd.
technoleg HJT
Gyda thechnolegau fel HJT yn symud yn agos at derfynau effeithlonrwydd ymarferol cell solar silicon, mae'r diwydiant yn chwilio am ddeunyddiau newydd i gyrraedd perfformiadau uwch. Mae Perovskites, a adneuwyd amlaf ar ben cell silicon i greu dyfais tandem, wedi dod i'r amlwg fel y deunyddiau mwyaf addawol yma. Ac er nad yw wedi'i fasnacheiddio ar unrhyw raddfa eto, mae llawer yn ystyried celloedd tandem a hyd yn oed perovskites eu hunain fel dyfodol PV.
Mae’r cwmni o’r DU/yr Almaen, Oxford PV, ymhlith arloeswyr technoleg celloedd tandem, sydd eisoes yn cau i mewn ar y marc effeithlonrwydd o 30 y cant gyda dyfeisiau ar raddfa labordy. Mae'r cwmni'n bwriadu cyflwyno modiwlau perovskite-silicon a weithgynhyrchir ar ei safle yn Brandenburg, yr Almaen, i'r farchnad cyn diwedd y flwyddyn hon– ar ôl gweld ychydig o oedi oherwydd Covid a chyfyngiadau cysylltiedig yn y gadwyn gyflenwi. Cyn belled ag y mae'r gell waelod silicon yn mynd, mae Oxford PV wedi ymrwymo'n gadarn i HJT fel yr opsiwn gorau ac mae'n gweld hyn fel cyfle i weithgynhyrchwyr Ewropeaidd arwain ar dechnoleg.
"Ar hyn o bryd, mae rhanbarthau eraill i raddau yn sownd â chynnyrch etifeddiaeth yn PERC, ac maent am ei ymestyn," meddai Prif Swyddog Gweithredol Oxford PV, Frank Averdung."Yn Ewrop, mae'r gallu gweithgynhyrchu presennol yn ymylol, ac nid ydych chi't gael y cynnyrch etifeddiaeth hwn. Ac i ni, os ydym am gael yr effeithlonrwydd uchaf, mae angen y gell waelod sy'n perfformio orau, a HJT yw honno wrth gwrs."
Polysilicon a thu hwnt
Gyda'i aflonyddwch diweddar, cynnydd mewn prisiau, a phryderon ynghylch llafur gorfodol, polysilicon's cadwyn gyflenwi yn dangos yr angen am gynhyrchu lleol o'r dechrau i'r diwedd. Er bod gan chwaraewyr sefydledig fel Wacker ac Elkem y gallu i gyflenwi llawer o'r polysilicon y bydd ei angen ar weithgynhyrchwyr Ewropeaidd yn y blynyddoedd i ddod, mae eraill yn edrych ar ffyrdd o ysgwyd hyn, a lleihau costau yn y broses yn ddramatig.
Mae Nexwafe cychwyn Almaeneg yn datblygu technoleg sy'n addo disodli'r prosesau cynhyrchu polysilicon, sef tynnu ingot a llifio, gyda dim ond un cam trwy greu wafferi silicon yn uniongyrchol o nwy clorosilan. Mae'r broses yn addo, yn ôl ei chrewyr, i dorri cost cynhyrchu wafferi yn ei hanner, a chynhyrchu wafferi mwy unffurf o ansawdd uchel nag sy'n bosibl gyda thechnoleg gyfredol. Ar ddiwedd 2021 cododd y cwmni€39 miliwn o fuddsoddiadau ac mae’n bwriadu cynyddu gwaith capasiti 500MW ar ei safle yn Bitterfeld-Wolfen, yr Almaen erbyn dechrau 2024.
Mae technolegau ffilm tenau newydd hefyd yn addo lleihau llawer o'r gost a'r cymhlethdod hynny's gynhenid i wneud modiwlau PV silicon. Yn ddiweddar, cwblhaodd y cwmni Power Roll o'r DU linell gynhyrchu beilot ar gyfer ei dechnoleg, sy'n adneuo deunydd celloedd solar mewn strwythur microgroove unigryw. Mewn cynhyrchu peilot mae'r cwmni'n gweithio gyda pherovskite fel y deunydd cell, ac yn targedu cymwysiadau ysgafn ac integredig."Rydym yn amcangyfrif, pan fyddwn yn graddio, y bydd ein technoleg tua 50 y cant yn rhatach ar sail cyfalaf ymlaen llaw, gyda chyfnod ad-dalu o 50 y cant yn fyrrach na PV silicon trwm traddodiadol presennol," meddai Prif Swyddog Gweithredol Power Roll, Neil Spann.
Lleoliad, lleoliad, lleoliad
Ar ôl cwblhau ei linell 100MW yn Brandenburg, mae Oxford PV yn cynllunio ffatri celloedd a modiwlau 2GW arall, ond nid yw wedi cadarnhau hyd yn hyn ble y gellid lleoli hon."Rydym yn agored i unrhyw leoliad. Wrth gwrs, rydym yn gwmni Ewropeaidd, a sefydlwyd yn y DU ac mae gennym weithrediadau gweithgynhyrchu yn yr Almaen a byddai'n well gennym aros," meddai Averdung."Ond ar yr un pryd, ni allwn gau ein llygaid os oes manteision sylweddol mewn lleoliadau eraill."
Er mwyn sicrhau ei fod yn parhau i fod yn ddeniadol i'r cwmnïau sy'n datblygu'r technolegau PV newydd hyn, efallai y bydd angen i Ewrop wella ei gêm o ran cefnogaeth i'w graddfa i fyny."Mae'r swm sydd ei angen i ehangu ein safle yn yr Almaen yn golygu bod yn rhaid i ni godi tua 100 miliwn ewro. Ac ar hyn o bryd, ni'Ail weld cefnogaeth y wladwriaeth ar gyfer efallai 10 y cant neu 12 y cant o hynny," Dywedodd Prif Swyddog Gweithredol Nexwafe, Davor Sutija, wrth gylchgrawn pv."Ac o gymharu â mentrau treth yn yr Unol Daleithiau, i'r rhaglenni sydd bellach yn symud ymlaen yn India, a lefel cefnogaeth y wladwriaeth yn Tsieina, mae hyn yn gwneud Ewrop ar ei hôl hi o ran cefnogi ynni adnewyddadwy."
Ar wahân i'r prosiectau peilot sy'n arddangos eu technoleg, mae Nexwafe a Power Roll yn dilyn model busnes o drwyddedu eu technoleg i weithgynhyrchwyr eraill, yn hytrach na gwneud y gweithgynhyrchu eu hunain; yn golygu eu bod'yn annhebygol o fod yn gysylltiedig ag unrhyw ranbarth. India's Reliance New Energy Solar wedi buddsoddi yn ddiweddar€25 miliwn yn Nexwafe ac mae'n bwriadu gweithredu'r dechnoleg gwneud wafferi yn ei gynlluniau uchelgeisiol ar gyfer cadwyn gyflenwi yn India. Mae Power Roll hefyd yn archwilio gweithgynhyrchu ei dechnoleg ffilm denau yn India gyda phartner lleol Thermax.
Mae'r ddau gwmni, fodd bynnag, yn dweud eu bod yn gweld digon o gyfle yn Ewrop a'u bod yn awyddus i chwarae rhan yn y rhanbarth's diwydiant PV."Byddwn yn datblygu cenedlaethau newydd o solar sydd ag effeithlonrwydd tra uchel, gan gynnwys gyda graddiannau dopio, a strwythurau newydd. A chredwn y byddai'n ddelfrydol cael partneriaid yn Ewrop, i fynd â'r datblygiadau newydd hynny i'r farchnad" meddai Sutija."Ar yr un pryd, mae ein gwaith gyda Reliance yn dangos bod galw byd-eang am ein technoleg. Ac o safbwynt buddsoddi, mae angen i ni allu cystadlu'n fyd-eang, a chreu partneriaethau strategol sy'n caniatáu i'n technoleg wasgaru mor gyflym â phosibl."
Cadwyni gwerth
Gyda'i dechnoleg perovskite, mae Oxford PV hefyd wedi cymryd gofal i osgoi dibynnu ar ddeunyddiau sy'n debygol o redeg yn fyr mewn unrhyw ranbarth."Rydym ni'Rwyf wedi astudio'r deunyddiau sy'n mynd i mewn i'n celloedd perovskite i wneud yn siŵr eu bod'ar gael yn rhwydd, eu bod'ar gael o ranbarthau nad ydynt yn gwrthdaro ac mewn symiau digonol," meddai'r cwmni's CTO Chris Case."Mae ein cyfrifiadau’n dangos bod digon i gyflenwi mwy na 30TW o dechnoleg perovskite, ac mae gennym ni’r gallu o fewn cadwyn gyflenwi Ewrop, os oes angen, i gyflenwi’r deunyddiau hanfodol hyn, ac maen nhw'ar gael o ffynonellau cynradd."
Nexwafe's Mae Sutija hefyd yn nodi bod y cyfleuster arfaethedig yn Bitterfeld, yn yr Almaen's "dyffryn solar" yn gallu cael ei nwy clorosilane o gyfleuster sydd wedi'i leoli drws nesaf.
Hyd yn oed gyda'r deunyddiau crai sydd ar gael, er mwyn i dechnolegau fel hyn gyflawni graddfa ystyrlon mae angen i'r gadwyn gyflenwi gyfan fod yn bresennol hefyd– gan gynnwys bil modiwl o ddeunyddiau megis gwydr, fframiau ac ati."Mae angen inni weld twf ar draws y gadwyn gyflenwi. Nid oes unrhyw rwystr technolegol i atal hyn, mae'n ymwneud â bod gan bobl hyder yn y farchnad a bod yn barod i fuddsoddi," meddai Averdung."Ond yr hyn sydd angen i ni ei wneud nawr, yw meddwl am gyflymu, iawn? Ac rwy'n meddwl yma y gall gwleidyddiaeth helpu."
