Самая эффективная в мире солнечная панель поступит в продажу в конце этого года
Купить аккумулятор Challenger EVG12-110
Производитель солнечных панелей Tandem PV заключил соглашения о намерениях (Letter of Intent, LOI) на сумму почти 1 миллиард долларов в отношении своих солнечных модулей нового поколения. Высокоэффективные панели имеют конструкцию 4T (четырехполюсную) на основе перовскита и кремния. Компания видит четкий путь к ежегодному повышению эффективности на 2% и достижению показателя в 37% к 2030 году.
По словам генерального директора Скотта Уортона, две недели назад компания Tandem PV отгрузила свою «первую панель производственного качества» и ожидает, что продажи, приносящие прибыль, начнутся в конце этого года.
Чтобы выйти на уровень рентабельности, в конце этого года Tandem начнет проводить платные пилотные проекты с независимыми производителями электроэнергии (Independent Power Producers, IPP). В рамках этих платных проектов будут проводиться испытания на открытом воздухе, необходимые для выхода на уровень рентабельности, который, по словам Уортона, может быть достигнут примерно через 6–12 месяцев сбора полевых данных.
Компания рассчитывает выйти на крупномасштабное производство в гигаваттном масштабе в 2028 году, при этом доля солнечных панелей может составить 34%, если темпы развития технологии останутся стабильными. Текущий демонстрационный образец по размеру примерно соответствует модулю First Solar Series 4, в то время как крупносерийный продукт Tandem разработан с учетом стандартных для солнечной энергетики форматов модулей 1 на 2 метра и 2 на 3 метра. Демонстрационный модуль от июня имел площадь 100 см2.
На вопрос о том, что должно произойти до начала коммерческих продаж в конце этого года, Уортон ответил, что сейчас компания преодолевает последние технические препятствия, связанные с переносом процессов из научно-исследовательской лаборатории на панели, которые в 60 раз больше. По его мнению, команда уже «видит финишную черту».
Технология, эффективность, деградация
Деградация — это, как правило, самая большая проблема, связанная с перовскитами, но компания Tandem PV планирует предоставить 30-летнюю гарантию при условии, что деградация модулей составит не более 1% в год. Компания Wharton повторила свои заявления о том, что ее новейшие солнечные модули из стекла и перовскита не показали измеримой деградации после года испытаний на открытом воздухе. Уортон также считает, что температурный коэффициент этих модулей будет в два раза ниже, чем у лучших доступных кремниевых модулей, и составит около -0,15 %/°C.
Ключевая особенность продукта Tandem PV — 4-контактная (4T) архитектура с механическим стекированием. Слой перовскита наносится на верхнее стекло солнечной панели, а не непосредственно на кремниевый элемент под ним.
«К панели весом 36 кг мы добавляем 5 граммов жидкости… она размером с чернику. Таким образом, панель стоит дороже, но предельные затраты на добавление этих 5 граммов на самом деле ниже, чем стоимость всей новой мощности, которую мы добавляем», — сказал Уортон.
Поскольку конструкция не зависит от типа элемента, Tandem рассматривает базовый кремниевый элемент как сквозную статью расходов. Уортон сравнил это с заказом в ресторане: «Это как продавать салат… У вас есть базовый салат, а дальше вы выбираете белок».
Рекордный модуль Tandem с КПД 30,4 % был создан на основе солнечного элемента Maxeon IBC, но он успешно прошел испытания с элементами PERC, TOPCon и HJT. Это позволяет покупателям выбирать предпочтительную кремниевую технологию и при желании закупать ее внутри страны.
В рекордном модуле с КПД 30,4 % примерно 22 % от общей эффективности приходилось на кремниевый элемент, а около 8 % — на слой из преоскитного стекла.
В недавнем интервью Roth Capital компания Tandem PV заявила, что видит очевидный путь к повышению эффективности на 2% в год без каких-либо крупных научных прорывов. При таком сценарии к 2030 году эффективность модуля достигнет 37%. Компания также отметила, что теоретический максимальный показатель эффективности составляет 45% для двух слоев перовскита поверх кремния и 50% для трех слоев, что намного выше 23% эффективности, наблюдаемой в серийных панелях сегодня.
Среди наиболее поразительных данных, о которых шла речь, была возможность достичь показателя в 37% без каких-либо прорывов, исключительно за счет инженерных решений. Уортон сказал:
«Мы видим целый ряд вещей, которые можно улучшить в базовом перовските, и у нас даже есть представление о том, как это сделать, но мы еще не воплотили эти идеи в жизнь». Кроме того, есть возможность сделать так, чтобы они лучше работали вместе, потому что сейчас на 30% мы получаем около 8% на кремнии, но мы думаем, что со временем сможем добиться большего. Это уже не столько научная, сколько инженерная задача.
Возможно, в качестве основного показателя компания нацелена на создание солнечной панели мощностью 1000 ватт. Стандартному модулю бытового масштаба размером 2384 мм x 1303 мм потребуется КПД 32,3 %, чтобы преодолеть барьер в 1000 ватт.
Для сравнения: самая эффективная в мире наземная кремниевая солнечная панель, которая продается в настоящее время, имеет КПД около 25 % и произведена LONGi или Aiko, в то время как КПД большинства коммерческих панелей на рынке сегодня составляет от 22 % до 24 %.
Экономика и тарифы
«Это изменение на порядок», — сказал серийный предприниматель в интервью. Он продолжил:
«Если в полевых условиях используется панель с показателем от 30 до 32 %, а у вас панель с показателем 23 %, то у вас… у вас проблемы».
Ли Чжэнго, основатель и президент компании LONGi Green Energy, однажды отметил, что каждое повышение эффективности солнечных элементов на 1% приводит к снижению стоимости системы более чем на 5%. По словам Уортона, одна из причин, по которой ему нравится продавать оборудование независимым производителям электроэнергии, заключается в том, что они интуитивно понимают, что более высокая эффективность Tandem PV позволяет снизить приведенную стоимость электроэнергии на 15–25%.
Руководство Tandem PV заявило в интервью Роту, что компания подписала соглашения о намерениях продать солнечные панели на сумму около 1 миллиарда долларов. При средней цене продажи в 0,40 доллара за ватт, обусловленной рыночными факторами, это означает, что мощность подписанных солнечных модулей составляет примерно 2,5 ГВт.
Первоначальная стратегия выхода компании на рынок ориентирована на независимых производителей электроэнергии, которые составляют примерно 80% рынка США. Однако Tandem также ведет переговоры со стандартными производителями модулей о разделении продукта, чтобы продавать только верхнее стекло с перовскитным покрытием.
Несмотря на то, что недавние пошлины по Разделу 232 могут привести к росту цен на стандартные кремниевые модули, в Wharton отметили, что пошлины практически не влияют на их продукцию, но увеличивают конечную цену.
Производственные мощности Tandem позволяют выпускать модули, которые соответствуют требованиям по доле отечественного производства и налоговым льготам. Поскольку Tandem не привязана к конкретным ячейкам и рассматривает кремниевую основу как сквозную статью расходов, клиенты могут выбирать отечественные кремниевые ячейки в сочетании с перовскитным стеклом Tandem, произведенным в стране. В аналитической записке Roth отмечается, что это позволяет Tandem использовать 45-кратные кредиты (стоимостью 0,14 доллара за ватт) на пластины, ячейки и модули.
Капитальные затраты, необходимые для производства перовскитного стекла, оцениваются в 100 миллионов долларов на 1 гигаватт мощности. Когда в ходе интервью для вскользь прозвучало предположение, что Tandem получит заказ на 50 гигаватт, Уортон серьезно ответил, что Tandem использует стандартное оборудование, поставляемое полупроводниковой промышленностью, и вполне может масштабироваться до такого уровня.
На сегодняшний день Tandem PV привлекла 100 миллионов долларов в виде акционерного капитала, долговых обязательств и грантов. Среди инвесторов — Eclipse Ventures, Constellation Energy, Planetary Technologies, Trellis Climate и 8090 Industries.
Корреспондент спросил Уортона, не было ли чего-то, что заставило бы его усомниться в своих силах в процессе разработки. Уортон признался, что сбор средств был невероятно сложной задачей, и эта сложность значительно усугубилась, когда политическая ситуация в Вашингтоне изменилась.
Уортон уверен, что разработка перовскита будет продолжаться.
«Нам просто нужно идти вперед, делать то, что нужно, и тогда произойдет чудо», — заключил Уортон.