A feira SNEC, apresenta o futuro PV superior a 400 Wp

Olhando para o futuro, publique a SNEC

Na esteira da feira da SNEC de 2019 em Xangai, o analista-chefe da PV InfoLink, Corrine Lin, investiga as novas tecnologias de células e módulos que foram exibidas na feira.

Corrine Lin é Analista Chefe da PV InfoLink de Taiwan. Ela trabalha em condições de mercado, preços de mercado à vista, expansões de capacidade e tecnologia de produção em toda a cadeia de suprimentos. Imagem: revista pv / David Tacon

No mesmo ano, os fabricantes de PV, fornecedores de materiais e fornecedores de equipamentos usam o show da SNEC em Xangai para revelar seus novos produtos e planos. Ao contrário do ano passado, quando muitas empresas anunciaram planos de expansão de capacidade, 2019 viu os fabricantes enfatizar seus esforços de P & D e inovações tecnológicas, vários dos quais merecem destaque.

Saída do módulo superior a 400 W

No ano passado, apenas alguns fabricantes exibiram módulos de 72 células e 400 W +. Mas este ano, esses módulos de maior saída foram uma visão comum na SNEC, com vários fabricantes tentando alcançar níveis de saída acima de 400 W. Em particular, este ano, mais fabricantes apresentaram módulos do tipo n no show da SNEC. Empresas como JinkoSolar, Jolywood e Trina Solar exibiram todos os módulos TOPCon, enquanto a Jinergy, GS Solar, Tongwei, Risen e CIE Power exibiram módulos de heterojunção (HJT). Entre eles, os módulos HDT de segunda geração da GS Solar integram tecnologias HJT e interdigitated back contact (IBC). Além disso, a SunPower revelou seus novíssimos módulos IBC de célula de 6 polegadas.

Dado que a área de superfície do módulo não se tornará indefinidamente maior, montar mais células fotovoltaicas ou reduzir o espaçamento entre elas é outra maneira de melhorar a saída. Além da tecnologia de telhas, que se tornou mais comum nos últimos dois anos, 2019 viu o surgimento de tecnologias similares como pavimentação, espaçamento estreito, sobreposição e superposição de solda - todos os quais o PV InfoLink categoriza como módulos de “alta densidade”.

As técnicas de sobreposição de soldagem e sobreposição aumentam o ganho na absorção de luz, organizando as células cortadas de maneira sobreposta. Ao contrário dos módulos shingled, que conectam células com pasta condutora, essas técnicas envolvem fita altamente elástica. Superposição de soldagem e sobreposição também requer menos esforço para acomodar essas duas tecnologias em produção do que as telhas. Este ano, a Jinko, a Trina e a HaiTai Solar apresentaram módulos sem intervalos.

Módulos pavimentados, que já foram expostos na PV Expo Japan no início deste ano, são diferentes da superposição de soldagem e sobreposição. Em vez de sobrepor as células solares, os módulos pavimentados usam fitas elásticas e triangulares para conectar as células meio cortadas com firmeza, para reduzir o espaçamento e adicionar mais células aos módulos, sem perder a área de superfície absorvente de luz.

"Adicionado célula" e wafers maiores

Além das tecnologias de célula ou módulo de alta eficiência, muitos fabricantes obtêm uma produção maior, reunindo mais células, conhecidas como módulos de “célula adicional”, ou aumentando o tamanho da bolacha. No início deste ano, algumas empresas produziram em massa módulos de 78 células até 400 W, adotando a técnica de meio corte. No entanto, como a eficiência real dos módulos de células adicionadas não é aumentada significativamente, os módulos de 60 e 72 células permanecerão predominantes.

Para as bolachas mono-Si, o quadrado cheio de 158,75 mm será o desenho mais adotado no segundo semestre do ano. Apenas alguns fabricantes usam wafers maiores que isso. LG e Hanwha Q Cells, por exemplo, usam wafers M4 (161,7 mm), enquanto a Longi está promovendo wafers de 166 mm.

Para módulos tipo p exceder 400 W, é mais viável adotar tecnologias de módulos, montar mais células ou usar wafers maiores. Os módulos de alta densidade oferecem melhor eficiência do que os designs de meio corte, barramento múltiplo ou células adicionadas. As abordagens de superposição de soldagem e espaçamento estreito ganharam muita atenção dos fabricantes de módulos, já que eles só precisam ajustar o equipamento existente para acomodar os dois.

Se as novas tecnologias irão conquistar participação de mercado depende da maturidade de materiais e tecnologias, bem como do desenvolvimento de fornecedores de equipamentos. Se o desenvolvimento ocorrer sem problemas, é provável que as empresas vejam alguma canibalização do mercado de módulos shingled. Isso também fará com que as empresas do módulo reavaliem seus roteiros de tecnologia para módulos de alta densidade.

Elenco mono de volta no centro das atenções

O método de fundição mono tornou-se muito mais maduro do que há apenas oito anos, com melhorias em eficiência e aparência. Além disso, a transição para wafers maiores faz com que o elenco mono se destaque por sua competitividade em custo e taxa de rendimento. No entanto, o elenco mono ainda precisa superar problemas como densidade de deslocamento, aparência e relação preço-desempenho. Apesar de ser um pouco mais barato que o mono-Si, alguns acreditam que os clientes não vão preferir os produtos mono-fundidos porque eles têm menor eficiência. Se esses problemas puderem ser solucionados, os produtos mono-lançados poderão conseguir participação de mercado.

Durante a SNEC, GCL - o gigante mono-fundido - anunciou um acordo de 6 GW para cooperar com a Canadian Solar, Astronegy, Sunport Power e Akcome. O grupo também revelou um plano para completar upgrades para 1.400 fornos de fundição em 2020. Portanto, a produção em escala maior de mono fundido é esperada após o terceiro trimestre.

Recentemente, o setor de módulos viu um aumento nos volumes de pedidos para produtos mono-fundidos. Embora alguns fabricantes de células e módulos continuem conservadores em relação ao elenco, a maioria das empresas planeja desenvolver esses produtos. A PV InfoLink acredita que os fabricantes de wafers multi-Si e células multi-Si irão girar para produzir mono. No entanto, os movimentos desses fabricantes dependerão do desenvolvimento de empresas líderes, bem como do volume de pedidos, a partir do segundo semestre do próximo ano.

A tecnologia de módulos está inovando a um ritmo mais rápido este ano. No lado do produto mono-Si, o mercado verá o tamanho dos wafer mudar para 158,75mm e a adoção de half-cut e MBB entre o segundo semestre deste ano e 2020. Como isso requer grandes ajustes de equipamentos, wafers de 166mm não se tornarão mainstream no curto prazo. Somente a multi-Si da Canadian Solar, assim como a Longi e seus parceiros de negócios, irão desenvolvê-los no curto prazo. Em termos de produtos multi-Si, o progresso é mais lento em termos de tamanho de wafer.

Do ponto de vista da demanda do mercado, como não haverá um boom imediato de instalação no mercado chinês em julho, a demanda do terceiro trimestre pode ser ligeiramente menor do que o previsto. Olhando para a situação do mercado até agora, a demanda está estável do primeiro para o terceiro trimestre, mas haverá uma recuperação significativa no quarto trimestre, como esperado.

A previsão atual de demanda projeta que a cadeia de fornecimento de produtos mono-Si terá escassez de polissilício e wafers. Como resultado, espera-se que os preços do polissilício para wafers mono-Si e mono-Si aumentem consistentemente no terceiro trimestre, enquanto os preços de células e módulos permanecerão estáveis. Os preços dos produtos multi-Si, por outro lado, serão estáveis ​​no terceiro trimestre devido a um superávit de polissilício. No entanto, a recuperação da demanda chinesa elevará os preços de wafers, células e módulos multi-Si no terceiro trimestre.

Como a saída do módulo permanece alta e pode até subir, materiais como o EVA e o vidro testemunharam fortes saltos de preço. Dado que os preços das células PERC continuam altos, assim como a tendência de alta nos preços das células multi-Si, os fabricantes que só produzem módulos registrarão menor rentabilidade, apesar da maior demanda por painéis neste ano. De fato, o setor de módulos tornou-se o setor no qual é mais difícil obter lucros ao longo da cadeia de suprimentos.

Cinco módulos PV quentes e takeaways de células da SNEC

Apesar de não contar com a enxameação de multidões de anos anteriores, a SNEC de 2019 em Xangai permaneceu como um ponto focal da indústria fotovoltaica global quando se trata de fabricação e tecnologia de células solares industriais e módulos. Aqui estão cinco dicas de tecnologia da equipe da revista pv no show floor e nas sessões da conferência.

Módulos pavimentados em exibição na SNEC 2019. Imagem: revista pv / Dave Tacon.

A humilde célula solar percorreu um longo caminho em dez anos e, de certa forma, parece que o ritmo da mudança está se acelerando. No entanto, os fabricantes de energia solar permanecem conservadores quando se trata de novas tecnologias e as mudanças incrementais, e não incrementais, ainda são a norma. Incremental ainda pode ser poderoso, especialmente quando executado em escala.

Eficiência e potência continuam a subir

Aumentos crescentes de eficiência de módulos e células estavam em exibição na SNEC este ano. Já se foram os dias em que os pontos de referência, como um módulo de 400 Wp ou 20% de célula de contato posterior com emissor passivo PERC, eram a palavra final. As melhorias mais recentes parecem estar ocorrendo em um ritmo mais rápido do que anteriormente, com transições de grande escala para conceitos de células de alta eficiência e a adoção de novas tecnologias de módulos sendo implantadas quase da noite para o dia.

Multidões no SNEC deste ano. Imagem: revista pv / Dave Tacon

O impulso por trás do mono PERC estava claro na SNEC. Algumas das conquistas de eficiência alcançadas usando o mono PERC - juntamente com um emissor seletivo - foram excelentes. Produtores como a Risen estão buscando um roteiro de eficiência celular ao norte de 22,5% na tecnologia PERC tipo p. Na parte frontal do módulo, foram implantadas abordagens pavimentadas - onde as células com metade do corte se sobrepõem ligeiramente na vertical. A técnica pavimentada vai por vários nomes, incluindo azulejos ou sem intervalos. Os visitantes também viram a técnica de interconexão de células de solda sem costura, o que exige fitas de interconexão mais flexíveis e alguns provedores de longarina podem fornecer equipamentos automatizados. A vantagem pode ser considerável, com os fabricantes de módulos afirmando que isso poderia levar a saída do módulo de grande formato para 500 W.

Olhando para o futuro, alguns visitantes da SNEC previram que os atuais roteiros de aprimoramento de eficiência de célula e módulo poderiam ser muito conservadores. Alguns acreditam que os módulos de 500 Wp dos fabricantes tradicionais podem ser apresentados já no próximo ano, com wafers maiores e formam um fator. Em termos de célula, a eficiência de conversão de 25% pode não estar muito distante. Para que as eficiências das células atinjam esse marco, novas tecnologias serão necessárias, com o PERC tendo atingido seu limite fundamental. Em comparação, o 10º Roteiro Tecnológico Internacional para o Relatório Fotovoltaico publicado pela Associação Alemã da Indústria de Engenharia Mecânica espera que os módulos de 144 meios celulares atinjam 420 Wp para o PERC mono em 2029.

Mono PERC, TOPCon tipo n, HJT e talvez perovskita

Roteadores de tecnologia de células solares entre os principais fabricantes continuam a incorporar a evolução em vez da revolução, embora haja sinais de que poderiam estar mudando. Atualizações PERC de linhas de células continuam a ser feitas, com mono PERC absolutamente mainstream.

O próximo passo para as linhas de produção parece ser uma mudança para os contatos seletivos de portadores passivados de óxido tipo n e TOPCon - em particular. A atualização de uma linha de célula PERC tipo-p para o TOPCon tipo n não é um desafio pequeno, mas a despesa não é proibitiva, de acordo com alguns fabricantes. Vale a pena notar, porém, que neste estágio de seu desenvolvimento, algumas linhas TOPCon não estão fornecendo um aumento de eficiência tão significativo no PERC - particularmente quando as células são incorporadas em um módulo. Por exemplo, os módulos exibidos pela Trina Solar implementaram o PERC mono e o TOPCon lado a lado na SNEC 2019, com eficiências de módulo de 20,4% e 20,7%, respectivamente.

Para novas linhas celulares, parece haver uma verdadeira tecnologia de apetite por heterojunção (HJT), com os fabricantes executando linhas-piloto ou anunciando planos significativos de expansão de HJT. A Tongwei informou que começará a produção em uma linha de heterojunção de 400 MW em julho, com planos de expansão para 1 GW no próximo ano. Ressuscitou planos de construir uma heterojunção de 2,5 GW com os primeiros 500 MW de equipamentos instalados até o final do próximo ano.

E parece haver um potencial considerável para a HJT fornecer um grande aumento nas eficiências. O fabricante cingapuriano REC divulgou sua linha de módulos Alpha HJT na Intersolar no mês passado. O fornecedor de equipamentos HJT é a Meyer Burger e durante a SNEC o fabricante de ferramentas suíço disse que com engenheiros experientes executando a linha HJT em plena produção, grandes ganhos de eficiência acima dos resultados iniciais de cerca de 22,4% no nível do módulo seriam esperados - 25% de eficiência celular marco pode estar à vista.

Uma perovskita Centrotherm em exibição na SNEC. Imagem: revista pv / Dave Tacon.

Olhando para o futuro, as perovskitas foram amplamente discutidas durante a SNEC e exibidas por um punhado de fabricantes e fornecedores de equipamentos. Centrotherm da Alemanha mostrou suas células de perovskita como "o próximo passo" na fabricação de PV. A equipe PV de Oxford estava presente e o chefe de tecnologia Chris Case fez uma apresentação muito falada sobre o potencial LCOE (custo nivelado de eletricidade) das células HJT tandem de alta eficiência. Para não ficar para trás, as empresas chinesas também estão ativas na tecnologia. O fabricante de células Tongwei está a meio caminho de um projeto de pesquisa e comercialização de três anos e exibiu uma célula de perovskita em seu estande. Startups perovskitas caseiros, como a Hangzhou Microquanta, também estão buscando a tecnologia.

Wafers são grandes e mono-like

Uma maneira aparentemente simples de aumentar a eficiência, particularmente em um nível de módulo, é aumentar o tamanho dos wafers PV. Enquanto os movimentos graduais para aumentar os tamanhos de wafer já foram discutidos há algum tempo, Longi está liderando wafers de 166 mm em um esforço para torná-los o novo padrão. O gigante mono não está sozinho, com a Jinko implantando wafers maiores em sua série Swan.

Os desafios permanecem para os wafers maiores, particularmente quando incorporados em módulos necessariamente maiores. A alteração do fator de forma do módulo pode torná-los inadequados para projetos de repotencialização ou alguns projetos de rooftops comerciais e industriais.

Com o mono continuando a demonstrar uma competitividade superior ao PV multicristalino, o que os fabricantes farão com suas muitas dezenas de GW de capacidade de produção multicristalina? Uma resposta em potencial veio na forma de elenco mono, também conhecido como mono-like ou quase mono. Embora a tecnologia já exista há algum tempo, parece que numerosos produtores de lingotes e bolacha estão dobrando os esforços para aumentar o rendimento semelhante ao mono. Ao contrário do mono, apenas parte do lingote fundido é de estrutura e desempenho monocristalino. A melhor maneira de lidar com as seções externas do lingote, provavelmente multicrystalline de baixa qualidade, permanece uma questão em aberto.

Questões de propriedade intelectual

Foi há apenas um ou dois anos que a tecnologia de módulos shingled era de ponta, porque reduzia o espaço do módulo morto, maximizando a produção. Módulos de telha foram menos prevalentes neste ano, no entanto, com os visitantes atribuindo a mudança para as preocupações de PI. Representantes da SunPower - que demonstrou sua disposição de proteger agressivamente seu IP - estiveram presentes em Xangai, à medida que a empresa busca expandir sua série de módulos Maxeon made-in-China.

Em alguns círculos, a China tem sido descrita como o Velho Oeste quando se trata de tecnologia solar IP. Críticos alegam que produtos falsificados surgiram em toda a cadeia de suprimentos chinesa e, se fosse esse o caso, por que as preocupações com PI só estão surgindo agora?

Poderia haver duas dinâmicas em jogo. Em primeiro lugar, o mercado doméstico chinês tornou-se cada vez mais incerto em face de mudanças regulatórias, exigindo que os fornecedores chineses procurassem no exterior compradores - para mercados onde eles encontrarão pedidos de PI. A segunda é as ações judiciais PERC da Hanwha Q Cells, lançadas em partes da Europa, EUA e Austrália. Pode muito bem acontecer que essa importante ação legal, que afeta alguns fornecedores chineses, possa ter aguçado o foco da indústria em PI.

Consolidação crescente

Embora esteja longe de ser o caso de a indústria de PV da China estar com dificuldades, há sinais de que a consolidação há muito esperada está ganhando força. Curiosamente, parece que isso afetará não apenas as empresas Nível 2 ou 3, mas também os principais participantes, embora saídas potenciais de nível 1, aquisições ou fusões estejam sendo discutidas como rumores nesta fase, em vez de anúncios oficiais. A revista pv estará acompanhando os leads nas próximas semanas.

O Tongwei fica em Xangai. Imagem: revista pv / Dave Tacon.

Juntamente com esses rumores informais, também houve transações significativas de fornecimento e transações anunciadas durante a SNEC. Uma participação majoritária na GCL New Energy Holding foi vendida para a China Huaneng Group, um dos maiores grupos estatais de energia da China. A GCL também anunciou 6 GW de contratos de fornecimento mono wafer para a CSI, Chint, Sunport e Akcome.

O gigante de telefonia celular Tongwei Group disse que fez uma parceria com a Longi em uma parceria estratégica que dará a este último acesso preferencial ao polissilício da Tongwei, enquanto a Tongwei pode garantir o fornecimento de wafers mono da Longi para seu negócio de células.

Inovação e incerteza marcam a SNEC 2019

Havia muita inovação em exibição na SNEC deste ano, que fechou ontem à tarde no Shanghai New International Expo Center. A exposição de três dias decorreu de terça a quinta-feira, foi bem frequentada e continua a ser considerada a maior feira comercial de energia solar do mundo.

A inovação atraiu multidões em Xangai. Imagem: revista pv / Eckhart Gouras

Na segunda-feira, a conferência da SNEC abriu e incluiu, como nos anos anteriores, o Global Solar Leaders Dialogue, que a revista pv moderou ao lado de Li Junfeng, presidente do comitê acadêmico do Centro Nacional para a Estratégia de Mudança Climática e Cooperação Internacional da China .

No evento, o presidente da Tongwei, Hanyuan Liu, anunciou a parceria estratégica da empresa com a Longi Green Energy Technology , que promete dar à Longi acesso a polissilício de alta qualidade, ao mesmo tempo em que amplia a experiência monocrystalline da Longi. Esse foi apenas um exemplo importante das colaborações e movimentos de consolidação que possibilitaram discussões interessantes na vasta área de exposições da SNEC.

Outra parceria já relatada pela revista pv envolve a Zhonghuan Semiconductor e a GCL-Poly 's para expandir sua produção de wafers mono em 25 GW nos próximos três anos.

A SNEC também forneceu uma corrente de rumores sobre os proeminentes fabricantes de PV chineses sendo apoiados por entidades estatais ou reduzindo seus negócios de PV para lidar melhor com as mudanças nas condições do mercado.

Uma panóplia de painéis

A inovação contínua é uma dessas pressões de mercado e, na SNEC 2019, a inovação parecia estar ocorrendo em um ritmo mais rápido do que o observado nas edições anteriores. Já se foram os dias em que os estandes dos fabricantes de módulos apresentavam painéis de baunilha mono e policristalino simples - e, em alguns casos, produtos de película fina. Nesta semana, a SNEC - como na Intersolar Europe em Munique no mês passado - apresenta produtos de alta eficiência com potências bem acima de 300 W e até 400 W. Enquanto a PERC é a tecnologia escolhida, os módulos em exibição normalmente oferecem muito mais. Em alguns casos, as células foram shingled, em outros meio-corte, vidro de vidro ou vidro com versos transparentes .

As tecnologias Heterojunção e TOPCon também foram destacadas e até mesmo células de perovskita apareceram. Tecnologia perovskita já percorreu um longo caminho em um curto espaço de tempo, mas na 13 ª Avançada PV Tecnologia Plenário na terça-feira - parte da conferência SNEC - Martin Green, professor da Universidade de Nova Gales do Sul, advertiu perovskitas ainda tinha que demonstrar a estabilidade necessária para a produção comercial e ainda dependia do chumbo para alcançar alta eficiência. Ter liderança em um módulo não é de forma alguma à prova do futuro, pois cada vez mais mercados exigem produtos limpos e sustentáveis, acrescentou.

Green também é cientista-chefe da Jiangsu Sunport Power Co., Ltd., uma fabricante de células e módulos que tem levantado capital considerável para desenvolver a tecnologia MWT - metal wrap through -. Os módulos de alta eficiência da MWT representavam outro grupo de painéis de alto desempenho exibidos na SNEC e um visitante disse à revista pv que a maioria deles parecia ser produtos da Sunport, mesmo que marcados de forma diferente.

Medos de consolidação

Embora haja uma explosão de inovação entre os fabricantes de módulos chineses de primeira linha, as empresas com margens pequenas e saldos de caixa terão dificuldade em competir. Outra tendência vista na SNEC deste ano foi a mudança para tamanhos maiores de wafer, com o presidente do Longi Group, Baoshen Zhong, dizendo à revista pv na quarta-feira que 30% de suas células no ano que vem terão células de 166mm. O mais recente módulo Hi-MO 4 da Longi Solar - lançado na Intersolar Europe no mês passado - já apresenta o desenvolvimento, que é quase 10mm maior do que a geração anterior, que incluía células de 156,75mm.

A mudança para tamanhos maiores de wafer colocará pressão adicional sobre os fabricantes de módulos, com margens pequenas e balanços fracos, já que investimentos significativos em equipamentos de produção serão necessários para manter os formatos expandidos. Além disso, os fornos precisarão ser substituídos para produzir lingotes maiores para produzir bolachas maiores.

No lado jusante, Zhong vê o mercado da China se estabilizando em 40-50 GW no próximo ano e nos anos subseqüentes. Isso é mais alto do que o previsto para este ano, com o presidente da Longi prevendo entre 35 e 40 GW. Zhing disse que a maioria dessas instalações - cerca de 25 GW - virá do próximo mês em diante. Ele também previu que o primeiro lote de projetos de paridade de rede anunciado pelo governo chinês no mês passado, e com pouco menos de 15 GW, seria instalado até o final do próximo ano.

Olhando para além da china

Isso parece uma previsão um pouco otimista, com alguns observadores do setor esperando um prolongamento mais prolongado até 2022 ou até 2023. Na SNEC desta semana, os contornos dos projetos de paridade de rede permaneceram incertos e as próximas semanas podem trazer mais detalhes sobre a última tentativa da empresa. o governo chinês para promover a paridade da rede solar como parte de seu movimento mais amplo para descarbonizar sua mistura de energia e eletricidade.

A SNEC do ano passado sempre permanecerá na memória por causa do anúncio feito por Pequim imediatamente após sua política "5/31" para conter os pagamentos de subsídios fotovoltaicos , uma medida de choque que inaugurou um período de incertezas e mudanças no mercado fotovoltaico a jusante da China.

A indústria ainda não está fora da floresta e alguns observadores alertam que o número de instalação deste ano pode estar bem abaixo dos 40 GW. Tal incerteza torna os mercados externos ainda mais atraentes para os fabricantes chineses. Seja por meio de módulos, inversores ou balanças de fornecedores de sistemas, havia muito interesse na SNEC - tanto na conferência quanto na área de exposição - em mercados como Australásia e Sudeste Asiático, subcontinente indiano, Oriente Médio e África, Europa ressurgente que tem previsão de crescimento de 80% de 2018 a 2019 e América do Norte, Central e do Sul .

Todos esses mercados se beneficiarão dos módulos de alta eficiência e de outras inovações exibidas na SNEC desta semana, ajudando os projetos de paridade de rede a se tornarem cada vez mais a norma em todo o mundo.