Powstanie pierwsza w Polsce fabryka cienkowarstwowych paneli PV

Firma Roltec wybuduje we Wrocławiu pierwszą w Polsce fabrykę cienkowarstwowych modułów fotowoltaicznych. Docelowo zakład będzie wytwarzał ponad 30 tys. paneli miesięcznie. Mają one zapewniać produkcję energii średnio o 15 proc. wyższą niż powszechnie stosowane na rynku panele z ogniwami krystalicznymi. O inwestycji, a także o wadach i zaletach technologii cienkowarstwowej oraz planach sprzedaży rozmawiamy z Pawłem Kleszczem, pełnomocnikiem spółki Roltec.

Gramwzielone.pl: Na jakim etapie są przygotowania do budowy fabryki cienkowarstwowych paneli fotowoltaicznych?

Paweł Kleszcz: Budowa fabryki Roltec jest na etapie ostatnich uzgodnień projektowych. Mamy nadzieję uzyskać pozwolenie na budowę w pierwszym kwartale nowego roku. Niemal od razu ruszą prace budowlane poprzedzone uroczystym wkopaniem kamienia węgielnego. To w końcu pierwsza taka fabryka w Polsce.

REKLAMA

Kiedy i jakie zdolności produkcyjne będą uruchamiane?

– Mamy skompletowany park maszynowy i większość maszyn czeka w magazynach, aż na wrocławskich Złotnikach zbudujemy halę produkcyjną wraz z infrastrukturą towarzyszącą. Montaż urządzeń i pierwsze rozruchy planowane są na marzec 2024. Uruchomienie fabryki zaś na wrzesień 2024 roku. Docelowa produkcja roczna ma wynosić 50 MWp mocy. Mamy ambicje osiągnąć ją już w drugim roku produkcyjnym. Oznacza to, że zakład będzie opuszczało ponad 30 tys. paneli miesięcznie.

Ogniwa w technologii cienkowarstwowej to nisza na rynku zdominowanym przez ogniwa krystaliczne. Mimo że technologia cienkowarstwowa jest rozwijana od wielu lat, nie udało jej się osiągnąć większego komercyjnego sukcesu, a wielu producentów wytwarzających panele w tej technologii upadło. Jakie były tego powody i co ma sprawić, że w Waszym przypadku będzie inaczej?

– Wybraliśmy technologię CIGS (ang. Copper Indium Gallium and Selenide) właśnie ze względu na to, że jest już obecna na rynku, przebadana i stabilna produkcyjnie. Jej potencjał rozwojowy jest wciąż bardzo wysoki, w przeciwieństwie do tej opartej na krzemie. Niemal 80 proc. produkcji światowej paneli fotowoltaicznych ma miejsce w Chinach. Chińczycy w zasadzie całe nakłady inwestycyjne przeznaczyli na technologię krzemową. Same moduły są rozsyłane w kontenerach na cały świat i w miejscu docelowym składane w panele fotowoltaiczne.

Tu może paść pytanie: dlaczego Chiny nie zainwestowały w technologię CIGS, skoro jest tak dobra i rozwojowa? Głównym powodem jest szkło. W technologii CIGS nie da się wyprodukować niewielkich ogniw, które będą następnie składane w panele w montowniach. Produkuje się cały panel na tafli szklanej „na gotowo”, a nie opłaca się transportować na duże odległości szyb. Dlatego dla Chińczyków technologia CIGS z produkcją ulokowaną bezpośrednio w miejscu zbytu jest konkurencją. Z tego powodu przyjęli oni strategię eliminacji takich technologii z rynku, zwłaszcza tych, które mogłyby uniezależnić rynki od dostaw z Chin. Strategie są różne. W Europie polega to najczęściej na zakupie fabryki.

Co do tego, że nasza technologia jest lepsza, nikt z nas nie ma wątpliwości. Świadczą o tym chociażby dwa pierwsze miejsca dla paneli CIGS w naukowych badaniach wydajności programu Desert Knowledge Australia Solar Center, w których bada się i porównuje panele z całego świata.

Jakie są zalety (i jakie wady) modułów cienkowarstwowych w porównaniu do modułów bazujących na ogniwach krystalicznych?

– Technologia CIGS jest sama w sobie innowacyjna. Jest to druga generacja modułów fotowoltaicznych (pierwszą generacją jest krzem). CIGS-y mają taką przewagę, że zużywa się do ich produkcji blisko 100 razy mniej materiału światłoczułego, niż używa się krzemu. W tej technologii na metrze kwadratowym wykorzystuje się około 5–10 gramów materiału fotowoltaicznego do wykonania części aktywnej – absorbera. Główne pierwiastki: miedź, ind, gal, selen jest łatwiej pozyskać niż krzem. Potrzebne jest również znacznie mniej energii do wyprodukowania takiego modułu, czyli powstaje mniejszy ślad węglowy.

Panel jest też w 99 proc. zdatny do recyklingu. Tymczasem panele krzemowe są problematyczne. Odzyskiwanie krzemu obecnie jest ekonomicznie nieopłacalne, a sam krzem nie daje się utylizować. Natomiast w naszym produkcie można po prostu zmyć wszystkie warstwy i z roztworu odzyskać ponad 90 proc. pierwiastków, a podłoże szklane wraca do produkcji i można na nie nanieść nową warstwę fotowoltaiczną.

Podłożem w naszej technologii może być wspomniane szkło, polimery elastyczne albo blachy metalowe – w zależności od tego, jakie miałoby być zastosowanie modułów. Warstwy światłoczułe można nanieść na każde z tych tworzyw. Powłoki w technologii CIGS lepiej absorbują światło padające z różnych kierunków, rozproszone. A z takim światłem mamy do czynienia przez większą część roku, zwłaszcza w kontekście zastosowań BIPV.

Panele CIGS są w stanie zaabsorbować więcej energii ze światła niż inne panele w warunkach zachmurzenia. Kolejną zaletą, szalenie istotną w kwestii uzysku energii, jest to, że nasze moduły zdecydowanie lepiej pracują w warunkach podwyższonej temperatury. Wszystkie moduły, niezależnie od technologii, mają taką właściwość, że się nagrzewają i w lecie powierzchnia panelu może się nagrzać do około 80 st. C. To powoduje zawsze spadek sprawności.

Moduły wykonane w technologii CIGS mają lepszą odpowiedź temperaturową, w związku z czym mogą dłużej i wydajniej pracować. W ciągu roku z instalacji o mocy 10 kWp uzyskujemy o wiele więcej energii niż z takiej samej instalacji wykonanej w technologii krzemowej.

Panel serii Solvoz. Źródło: Roltec

REKLAMA

Jak wygląda porównanie kosztów produkcji dla obu technologii i co na nie wpływa?

– Koszty te są porównywalne. Końcowa cena modułu CIGS jest konkurencyjna w stosunku do średniej klasy modułów wykonanych z krzemu monokrystalicznego. Na uwagę zasługuje natomiast to, że tak niską cenę ogniwa krzemowe osiągnęły dopiero po wdrożeniu globalnej, masowej produkcji i udaje się ją uzyskać przy mocach produkcyjnych dla zakładów o przepustowości kilku GWp. Wiąże się to z olbrzymimi nakładami finansowymi przy budowie samej fabryki i jest barierą dla rozwoju w Europie.

Fabryki w technologii CIGS o przepustowości mierzonej w MWp mają koszt wyprodukowania Wp taki jak fabryki krzemowe o wydajności mierzonej w GWp. Wniosek? Moduły w technologii CIGS można produkować na dużo mniejszą skalę przy podobnych kosztach. Jednocześnie uciążliwość dla środowiska i nakłady finansowe potrzebne do uruchomienia produkcji są proporcjonalnie niższe. Dodatkowo produkcja modułów w technologii CIGS jest zdecydowanie mniej energochłonna niż modułów krzemowych, co przekłada się nie tylko na niskie koszty produkcji, ale również na czas zwrotu energetycznego, który w przypadku CIGS jest około 25 proc. krótszy niż dla krzemu.

Jakie innowacje w modułach cienkowarstwowych zastosujecie i jak przełożą się one na kluczowe parametry modułów, produktywność i konkurencyjność kosztową?

– Od 2019 roku prowadzimy zaawansowane prace badawcze. Dysponujemy doskonale wyposażonym laboratorium fotowoltaicznym i kadrą naukowców-pasjonatów. Dzisiaj jesteśmy na etapie, w którym mamy dopracowane już wszystkie procesy tworzenia panelu.

Pierwszą innowacją jest to (i to jest też zasadnicza różnica pomiędzy modułami krzemowymi a cienkowarstwowymi), że nie produkujemy pojedynczych ogniw, które są potem łączone w moduł. Produkujemy cały moduł w próżni, a na nim wydzielamy ogniwa. Żeby wydzielić pojedyncze ogniwa i je ze sobą połączyć, prowadzi się strukturyzację, czyli wycina się linie w monolitycznym module. Do tej pory było to robione mechanicznie. Taki jest standard przemysłowy na całym świecie.

My opracowaliśmy technologię, w której wycinamy linie laserowo i jesteśmy pierwszym ośrodkiem, który to wdraża do produkcji. Dzięki temu zwiększamy obszar aktywny ogniwa o tę część, która wcześniej była zajęta przez te cięcia. W ten sposób eliminujemy również wizualny efekt cięć. Moduł wygląda jak jednolicie czarna powłoka i wizualnie jest dużo bardziej atrakcyjny.

Źródło: Roltec

Drugą zmianą, jaką wprowadziliśmy do naszej linii pilotażowej, jest zastąpienie, a w zasadzie wyeliminowanie jednego z kroków procesowych: kąpieli chemicznych. Są one źródłem ścieków wymagających kosztownego oczyszczania. U nas tego nie będzie, ten proces został w całości zastąpiony technologią próżniową, która jest czysta i nie generuje żadnych odpadów. To istotne, bo generalnie nie mówi się o tym, że produkcja paneli krzemowych generuje olbrzymie ilości ścieków. Nie do końca wpisuje się to w mit o ekologiczności tego produktu.

Nasza technologia ma tę przewagę, że jest wolna od przemysłowych ilości ścieków. Wyeliminowaliśmy odpady chemiczne. To duża różnica na plus. Dostosowaliśmy się do regulacji Unii Europejskiej. Udało nam się usunąć problematyczne pierwiastki i zastąpiliśmy je materiałami, które są używane w przemyśle spożywczym. Są więc zupełnie bezpieczne. Mówimy tutaj konkretnie o kadmie, który udało się nam zastąpić innym pierwiastkiem. Co prawda kadm dla użytkownika nie stwarza zagrożenia, ale w procesie produkcyjnym uznawany jest za niebezpieczny. Nasza fabryka będzie zdecydowanie proekologiczna.

Do jakiego rodzaju instalacji Wasze moduły będą nadawać się najlepiej?

– Produkowane przez nas moduły fotowoltaiczne znajdą zastosowanie głównie na farmach solarnych. Wynika to między innymi z ich konkurencyjności cenowej, niskiego śladu węglowego, żywotności i sprawności. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby wykorzystywać je również w przydomowych mikroinstalacjach.

Jakie są prognozy sprzedaży modułów na rynku polskim i rynkach zagranicznych?

– Odnotowujemy ogromne zainteresowanie ze strony dużych odbiorców. Przewidujemy, że nasza produkcja na najbliższe lata będzie wykupiona na pniu pod duże instalacje. Poważnie myślimy o stworzeniu „fabryki fabryk”, aby nasz zakład we Wrocławiu móc multiplikować. Miałyby w niej powstawać maszyny do kompleksowej produkcji paneli w opracowanej przez nas technologii.

Celujemy także w rynek BIPV. Panele CIGS dzięki swoim właściwościom, takim jak lepsza sprawność przy pracy pod nieoptymalnymi kątami padania promieni słońca (pionowe ściany budynków) czy niska wrażliwość na zacienienie (zabudowa śródmiejska, zieleń), znacznie lepiej od paneli krzemowych nadają się do wykorzystania jako panele elewacyjne budynków.

Nasz panel nie będzie nakładany na gotową elewację – jak to się do tej pory odbywa – tylko będzie integralnym elementem okładzinowym. Inwestor nie będzie płacił dwa razy: raz za elewację i drugi raz za panel i podkonstrukcję dla niego. Będzie miał dwa w jednym, czyli zastąpi płytę ceramiczną czy też szkło elewacyjne naszym panelem.

Przygotowujemy ofertę dla biur architektonicznych i deweloperów, pokazującą elastyczność technologii. Nasze panele mogą mieć różne kolory, rozmiary i sposoby montażu. Będziemy w stanie dostosowywać produkcję do indywidualnych zamówień.

Katarzyna Bielińska

katarzyna.bielinska@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.