TOPcon, rekordy, wyzwania i przyszłość – realia produkcji modułów PV

Anna Będkowska: Johanna, firma Jinko Solar jest producentem rozpoznawalnym na skalę światową. Powiedz proszę jaki jest teraz światowy rynek fotowoltaiczny i czego spodziewasz się w najbliższej przyszłości?

Johanna Bonilla, Jinko Solar: Światowy rynek fotowoltaiczny wkracza obecnie w erę wytwarzania zielonej energii elektrycznej w niespotykanym dotąd tempie. Konieczność zajęcia się różnymi scenariuszami wykorzystania energii i przyspieszenia transformacji energetycznej przesunęła zapotrzebowanie na energię słoneczną na nowy, wyższy poziom. W długoterminowej prognozie spodziewamy się dużego popytu i przygotowujemy nasze moce produkcyjne, aby mu sprostać. Z tego względu JinkoSolar podjął strategiczne decyzje dotyczące rozszerzenia działalności w 2022 roku.

A.B.: Jakie to były decyzje?

J.B.: Stale zwiększamy nasze moce produkcyjne w zakresie płytek krzemowych, ogniw i modułów. Do końca 2022 roku mamy zamiar wyprodukować 50 GW wafli, 45 GW ogniw i 60 GW modułów, z czego 42 GW będą to moduły typu N, które są dla nas właśnie nową erą produktów. Decyzje JinkoSolar dotyczące inwestycji kapitałowych opierają się na dwóch kluczowych dyscyplinach: przywództwie technologicznym oraz elastycznej produkcji. Nasze wysiłki w zakresie badań i rozwoju (R&D), a także nasze cele dotyczące zrównoważonego rozwoju i innowacji skłoniły nas do rozszerzenia rozwiązań produktowych w kierunku fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami (BIPV), systemów magazynowania, a także agrofotowoltaiki. Dzięki tym rozwiązaniom, firma JinkoSolar przyczyni się do rozwoju zielonej energii, kontynuując świadczenie zintegrowanych usług naszym globalnym klientom.

A.B.: Na jakich technologiach obecnie koncentruje się Jinko Solar?

J.B.: W swoim portfolio zawsze koncentrujemy się na produktach, które przyczyniają się do obniżenia kosztów energii elektrycznej (LCOE). Jeśli chodzi o moduły, to produkujemy je głównie w oparciu o ogniwa o wymiarach 182 mm x 182 mm. Nasza nowa seria - Tiger Neo, pozwoli na wprowadzenie do masowej produkcji technologii TOPcon typu N i charakteryzuje się możliwością osiągania większej mocy w przeliczeniu na moduł oraz produkowanie większej ilości kWh w przeliczeniu na Wat w porównaniu do odpowiedników typu p. Nie da się również nie wspomnieć o zwiększonej niezawodności nawet w trudnych warunkach. To czyni nasz moduł bardziej wartościowym dla właścicieli projektów fotowoltaicznych. 

A.B.: Czy to zupełna nowość, czy wdrażanie technologii typu N to proces, który trwa już od jakiegoś czasu?

J.B.: Już od dłuższego czasu dążymy do zmian na rynku, które mają wdrożyć szersze wykorzystanie podłoża typu N o wyższych wydajnościach. W 2017 roku wprowadziliśmy tego typu produkty przeznaczone na rynek mieszkaniowy z waflami o wymiarach 163 x 163 mm. Różnica polega teraz na stosowaniu większych wafli i na większej skali przedsięwzięcia. Po zdobyciu dojrzałości i doświadczenia w tej technologii zdecydowaliśmy się na mocniejsze ukierunkowanie na technologię typu N.

A.B.: W jaki sposób wybór technologii może przełożyć się na niższe koszty produkcji modułów fotowoltaicznych? I czy w ogóle jest to jeszcze możliwe?

J.B.: Optymalizacja produkcji jest naszym celem od zawsze. Dążymy do tego, aby inwestycje naszych klientów były opłacalne pod względem produkcji energii, niezawodności i wydajności. Nasze wysiłki koncentrują się na projektowaniu produktów w taki sposób, aby działały wydajnie nawet w trudnych warunkach, takich jak słabe nasłonecznienie, wysoka temperatura, wysoka wilgotność itp. Celem jest to, aby zapewnić produkcję energii zgodnie z oczekiwaniami klientów przez cały okres eksploatacji. Obecnie nadal istnieje niewielka różnica między cenami ogniw TOPcon i PERC, ale chcemy w najbliższym czasie ją zlikwidować.

A.B.: Co jest obecnie największym wyzwaniem w produkcji modułów fotowoltaicznych: wydajność, dostępność surowców, logistyka, a może pracownicy?

J.B.: Patrząc wstecz na 2021 rok, branża fotowoltaiczna po raz pierwszy doświadczyła zmiany trendu spadkowego cen, który był widoczny od ponad dekady. Pojawiły się niedobory szkła i aluminium, wzrosły koszty enkapsulacji, między innymi ze względu na wzrost cen materiałów do niej potrzebnych. Produkcja borykała się ze wzrostem cen i ogromnymi opóźnieniami. 

A.B.: Jak Jinko Solar radził sobie z tymi problemami?

J.B.: Dział zakupów JinkoSolar podjął konkretne wysiłki, aby zapewnić dywersyfikację partnerstw naszego łańcucha dostaw, a także by wzmocnić istniejące partnerstwa. Nadal ściśle współpracujemy z naszymi klientami, aby zapewnić ciągłość dostaw i aby obniżyć koszty. Obecnie jednym z największych wyzwań są również koszty logistyczne, dlatego koncentrujemy się na optymalizacji wymiarów naszych modułów i sprawdzamy różne alternatywy transportu, aby obniżyć jego koszty. Warto jednak podkreślić, że pomimo wzrostu i ogólnych negatywnych skutków pandemii, energetyka słoneczna okazała się bardzo odpornym rynkiem. Co więcej, wzrost rynku w 2021 roku okazał się wręcz niezwykły.

A.B.: Jak mogłabyś wyjaśnić zalety technologii TOPCON - co ją wyróżnia i dlaczego Jinko koncentruje się właśnie na tej technologii?

J.B.: TOPcon HOT 2.0 firmy JinkoSolar to technologia ogniw, która jak już wspomniałam, charakteryzuje się lepszą wydajnością niż jej odpowiedniki typu p. Kluczem do sukcesu jest pasywacja ogniwa, która za pomocą tunelowej warstwy tlenkowej zmniejsza straty oporowe i zwiększa rekombinację nośnika. W rezultacie, ogniwa TOPcon mogą osiągnąć sprawność konwersji nawet na poziomie 28,7%. Dla porównania sprawność ogniwa PERC nie może przekroczyć 24,5%. Poza wyższą sprawnością, wdrożenie tych ogniw na poziomie modułu ma wyraźne zalety, które, jesteśmy przekonani, przełożą się na niższe LCOE na poziomie całego projektu.

A.B.: A jak to się przekłada na moduły?

J.B.: Temperaturowy współczynnik mocy dla modułów Tiger Neo TOPcon wynosi (-0,30%/°C). To oznacza, że mogą one działać w temperaturach niższych o 1°C w porównaniu do modułów z ogniwami typu p, co w warunkach pracy przekłada się na mniejsze straty temperatury. Zarówno testy laboratoryjne jak i te prowadzone w warunkach rzeczywistych wykazały wyraźną przewagę w warunkach słabego oświetlenia. W praktyce może się to przełożyć na wydłużenie czasu wytwarzania energii wczesnym rankiem i późnym popołudniem łącznie o godzinę. Warto dodać, że w przypadku modułów bifacialnych, poprawiony współczynnik dwustronności Tiger Neo przekłada się również na wyższy uzysk energii z tylnej strony modułu. Średni zysk energetyczny pomiędzy 1,5% - 3% uzyskany przez moduły Tiger NEO w porównaniu z modułami PERC może znacznie obniżyć końcową wartość LCOE projektu, a także zwiększyć wewnętrzną stopę zwrotu. Ponadto moduły TOPcon charakteryzują się znikomą degradacją wywołaną światłem (efekt LID) i degradacją wywołaną przez światło pod wpływem temperatury (efekt LeTid). W połączeniu z lepszą wydajnością pozwala nam to zaoferować rozszerzoną - 30-letnią gwarancję na moc wyjściową - 1% spadku mocy w pierwszym roku i tylko 0,4% liniowego spadku mocy rocznie.

A.B.: TOPcon pomaga w zdobywaniu nowych rekordów. Zastanawiam się, w jakim kierunku zmierza produkcja modułów? Co dalej? Jak widzisz moduły słoneczne za 2 lub 3 lata?

J.B.: Gdy sprawność konwersji dla ogniw typu PERC zbliża się do granicy 24,5%, tempo redukcji kosztów i wzrostu sprawności stopniowo zwalnia. Do 2025 r. technologia typu N stanie się więc jeszcze bardziej popularna ze względu na jej wyższą granicę sprawności wynoszącą 28,7%. Oczekuje się również szybkiego wzrostu udziału technologii typu N w produkowanych modułach, który może przekroczyć 25% do 2024 r. JinkoSolar jest jednym z wiodących producentów ogniw fotowoltaicznych TOPcon typu n. Aktualnie prowadzimy badania nad nowymi technologiami i alternatywami w celu poprawy wydajności i niezawodności swoich produktów. W trakcie oceny mamy różne technologie wafli, szynoprzewodów, lutowania itp. Zobaczymy dokąd zaprowadzą nas wyniki, ale jesteśmy pewni, że na końcu drogi znajdzie się przejście na ogniwa typu n i to właśnie te podłoża będą dominować przez następne 2-3 lata, z dużym potencjałem do dalszego rozwoju.

Wierzymy, że moduły Tiger Neo będą wyznaczać nowe standardy branżowe, stając się technologią głównego nurtu i zastępując ogniwa p-type w kolejnych latach. Na drodze rozwoju tych modułów nie przewidujemy zwiększania ich wymiarów jako rozwiązania na większą moc. Naszym celem jest zwiększenie wydajności i gęstości mocy i konsolidacja technologii fotowoltaicznej jako najtańszego źródła do produkcji energii.