211service.com
Jak pierwsza energia słoneczna unika zawirowań w branży
W magazynie w anonimowej dzielnicy przemysłowej tuż przy autostradzie 101 w Santa Clara firma First Solar testuje granice technologii ogniw słonecznych. Wewnątrz przestrzeni o białych ścianach maszyny osadzają tellur kadmu na taflach super czystego szkła, aby wytwarzać panele słoneczne. W dniu, w którym odwiedziłem, tej wiosny, w tym miejscu panowała ściszona, intensywna atmosfera szpitalnej sali operacyjnej.
W ciągu ostatnich trzech lat First Solar zainwestowało znaczne środki w zaplecze badawczo-rozwojowe, w tym w laboratorium Santa Clara. Podczas gdy dzisiejszy rynek fotowoltaiczny jest zdominowany przez ogniwa wykonane z krzemu, First Solar produkuje ogniwa cienkowarstwowe (które, jak sama nazwa wskazuje, są mniej grube i bardziej elastyczne niż konwencjonalne ogniwa krzemowe), które są wykonane z mieszanki pierwiastków kadmu i telluru. . Firma z siedzibą w Arizonie zakłada, że ogniwa wykonane z tellurku kadmu mogą znacznie wydajniej przetwarzać energię słoneczną na energię elektryczną.
W zeszłym miesiącu firma First Solar ogłosiła, że ustanowiła nowy rekord wydajności dla ogniw z tellurku kadmu: urządzenia wyprodukowane w laboratorium badawczym przekształciły 22,1 procent energii słonecznej w energię elektryczną (patrz: ogniwa First Solar biją rekord wydajności). W terenie ogniwa First Solar osiągnęły prawie 17% wydajność, porównywalną do krzemowych paneli słonecznych. Chociaż krzem jest tradycyjnie bardziej wydajny niż tellur kadmu, ostatnie wyniki First Solar wskazują, że jego ogniwa szybko przewyższają krzem.
Dążenie First Solar do wymyślenia przyszłości energii słonecznej odbywa się pośród zamieszania, które pochłonęło wiele firm zajmujących się energią słoneczną po upadku SunEdison (patrz Why Solar Giant SunEdison Might Be Doomed). Pomimo tego, że ostatni kwartał 2015 roku był najlepszym trzymiesięcznym okresem w historii branży pod względem zainstalowanych megawatów, a Kongres w grudniu przedłużył inwestycyjną ulgę podatkową, która zapewnia kredyty o wartości 30 proc. wartości instalacji, akcje w przypadku dużych producentów energii słonecznej, takich jak Sunrun i SolarCity, w ostatnich miesiącach straciły prawie połowę swojej wartości. Natomiast akcje First Solar wzrosły o 17 procent po tym, jak pod koniec lutego zanotowały dobre wyniki w 2015 roku. Co ważniejsze, w przeciwieństwie do większości swoich konkurentów, First Solar jest rentowny: firma zarobiła 546 milionów dolarów w 2015 roku przy prawie 3,6 miliarda dolarów przychodu.
Założona w 1999 roku firma First Solar jest zarówno dostawcą paneli słonecznych, jak i twórcą własnych dużych farm fotowoltaicznych. W ciągu ostatniej dekady, gdy tani producenci w Chinach obniżyli koszty paneli słonecznych, First Solar zainwestowało w zaawansowaną i kosztowną technologię ogniw. Firma przeznacza około 4 procent swoich przychodów na badania i rozwój, prawie dwa razy więcej niż średnia w branży fotowoltaicznej.
Mimo że branża skoncentrowała się na krzemowych ogniwach słonecznych, które obecnie kontrolują blisko 95 procent rynku, First Solar utknął z tellurkiem kadmu jako podstawowym materiałem do technologii cienkowarstwowej. I w przeciwieństwie do Solar City, które buduje fabrykę o wartości 750 milionów dolarów do produkcji krzemowych ogniw słonecznych w Buffalo, First Solar koncentruje się na rynku farm fotowoltaicznych na skalę przemysłową, a nie na rynku dachów mieszkalnych.
Jak pokazuje powyższy wykres, ogniwa słoneczne z multikrystalicznego krzemu (które stanowią około 80 procent rynku krzemu) osiągnęły około 20 procent wydajności w przypadku ogniw badawczych w laboratorium, co przekłada się na około 16 procent w terenie. Na początku tego miesiąca First Solar powiedział, że jego ogniwa mogą osiągnąć 24 procent wydajności w ciągu dwóch lat, a w rzeczywistych warunkach jego panele mogą osiągnąć 19 procent w ciągu trzech lat. Tellurek kadowy jest szczególnie skuteczny w gorących, wilgotnych regionach, takich jak południowo-wschodnia i południowa Azja Stanów Zjednoczonych, gdzie oczekuje się, że w nadchodzących latach nastąpi znaczny wzrost na rynku energii słonecznej na skalę użytkową.
Cienkowarstwowe komórki są również łatwiejsze do wykonania. Proces osadzania oparów First Solar zajmuje około trzech i pół godziny, aby wyprodukować panel słoneczny, od czystej tafli szkła do gotowego produktu. Wytwarzanie konwencjonalnych paneli krzemowych wymaga uprzedniego wypalenia krzemu w piecu wysokotemperaturowym i może zająć ponad dwa dni od początku do końca. Koncentrując się na poprawie wydajności i innowacjach produkcyjnych, First Solar odniósł sukces tam, gdzie zawiedli inni producenci paneli słonecznych z tellurku kadmu. W 2013 roku First Solar nabył technologię GE po tym, jak GE anulowało plany budowy zakładu o wartości 300 milionów dolarów w Kolorado.
Analityk badawczy Guggenheim Securities, Sophie Karp, szacuje, że koszt produkcji paneli krzemowych wynosi od 69 do 80 centów za wat; cienkowarstwowe z tellurku kadmu kosztują od 60 do 70 centów. Oznacza to, że dla First Solar istnieje prosta kalkulacja: wydajniejsze panele produkowane przy niższych kosztach niż ich konwencjonalni rywale.