Перелік основних тенденцій у фотоелектриці на 2021 рік

29 Jan Перелік основних тенденцій у фотоелектриці на 2021 рік

2020 рік виявився надзвичайно складним для всіх. Пандемія Covid-19 та введення карантину по всьому світу круто змінило звичний уклад життя. Отже, щоб виявити рушійні сили, які впливатимуть не лише на 2021 рік, але й на решту десятиріччя, огляньмо події останніх років.  

Вирішальне десятиліття

Першою і, можливо, найбільш рушійною силою, яка буде визначати рішення і дії політиків, урядів і, що найбільш важливо, населення в цілому, є увага до майбутніх наслідків глобального потепління і зміни клімату. Те, що колись було просто теорією, тепер є серйозною та надзвичайно відчутною проблемою, з якою стикаються мільйони людей у ​​всьому світі. 2020 рік почався з масштабних стихійних лих, пам’ять про які досі свіжа. Весь світ спостерігав безпрецедентні лісові пожежі в Австралії та Каліфорнії – ситуація, яку влада ледве стримувала. Ми також стали свідками конкретних доказів підняття рівня морських вод уздовж прибережних районів Південно-Східної Азії. Пожежі, шторми підвищеної інтенсивності та сильна посуха стають звичним явищем у багатьох частинах світу. Глобальна річна температура щорічно зростає, починаючи з 1960 року, і немає ніяких ознак її зниження. Ці страшні попередження спонукають все людство швидко знайти рішення, поки ще не пізно. 

Рисунок 1. Глобальна середньорічна зміна температури повітря на поверхні (NASA)

У 2015 році країнами в рамках РКЗК ООН було укладено Паризькі угоди щодо зміни клімату та затверджено Цільовий план зміни клімату на період до 2030 року, який накреслив шлях до серйозних дій по скороченню глобальних викидів в наступному десятиріччі. Ключовими факторами цього плану є:

  • Зменшення викидів парникових газів щонайменше на 55% нижче рівня 1990 року
  • Створення динамічної економіки шляхом збільшення “зелених” робочих місць
  • Світова співпраця щодо обмеження підвищення глобальної температури до 1,5°C

Рисунок 2. Глобальні викиди парникових газів і сценарії потепління (Ourworldindata)

Цільовий план демонструє великі амбіції країн ЄС, що його підписали, а це, у свою чергу, надихне інші країни, що не входять до ЄС, створити обґрунтований та відповідальний план для досягнення цілей Паризької угоди. Тенденція переходу на поновлювані джерела енергії, розвитку та створення місцевих робочих місць для стійкої економіки, міжнародного співробітництва сьогодні є незворотною.

Постійне зниження цін на сонячні модулі

У цей вирішальний момент історії людства фотоелектричні технології стають все більш досконалими й можуть відіграти ключову роль у глобальних зусиллях щодо боротьби зі зміною клімату. Щороку ціна на фотоелектричні модулі продовжує падати, навіть в цей неспокійний 2020 рік. У період з 2006 по 2019 рік середня ціна фотоелектричних модулів за пікові вати (Wp) знижувалась на 40% за рік.

Рисунок 3. Крива ціни модуля як функція сукупного постачання (ITPV)

Рисунок 4 демонструє зміну ціни основних та преміальних фотомодулів протягом 2020 року у ЄС. У перші три місяці року ціна зросла через спалах COVID-19 і початкові заходи щодо карантину у Китаї. Після цього ціни на модулі почали знижуватися до липня, а потім знову зросли в кінці листопада 2020 року. Проти грудня 2019 року, ціна основних модулів становила близько 80%, а модулів преміум-класу – 90%.

Рисунок 4. Зміна ціни фотоелектричного модуля в ЄС протягом 2020 року (Solarity)

Стабільні інвестиції в умовах кризи

PV-індустрія продовжувала зростати навіть під час пандемії, встановивши понад 100 ГВт модулів. Вже один цей факт доводить, що фотоелектрична галузь є неймовірно стійкою та привабливою для інвестицій. Експерти з IHS Markit прогнозують, що до 2050 року сонячна енергія становитиме 40% світового виробництва відновлюваної енергії. З огляду на те, що запаси корисних копалин обмежені, тенденцію до розширення поновлюваних джерел енергії зупинити неможливо. Встановлення фотоелектричних панелей у всіх секторах (комерційному, житловому, комунальному тощо) з кожним роком збільшується, при цьому велика частина доданих потужностей припадає на комунальний сектор.

Рисунок 5. Чистий приріст фотоелектричної потужності за секторами по всьому світу, 1990-2025 (МЕА)

Тенденції у виробництві PV-технологій

Тип, розмір, формат сонячних панелей

Нові стандартні розміри сонячних елементів досі є суперечливим питанням, оскільки різні виробники використовують різні розміри. Однак фінальне змагання, швидше за все, буде між комірками М6 (166 мм), М10 (182 мм) та М12 (210 мм) або показником, що відповідає цім пропорціям. Завдяки своїм інноваціям, таким як TOPCON, та потенціалу для подальшого підвищення ефективності, комірки PERC, як і раніше, домінуватимуть на ринку.

Рисунок 6. Різні розміри та технологія PV пластин (ITPV)

Збільшення потужності модуля

Зі збільшенням ефективності та розміру комірок потужність фотоелектричних модулів продовжуватиме зростати в геометричній прогресії. Майже всі основні виробники пропонують у своєму портфоліо панелі, які можуть забезпечити потужність понад 600 Вт. Попри це, модулі з вихідною потужністю від 400 Вт до 500 Вт (для 72-коміркових еквівалентів) все ще будуть популярними завдяки гідному балансу між їхньою вартістю та віддачею енергії. 

Рисунок 7. Огляд Canadian Solar у 2021 році (Вебінар Solarity-CSI)

Рисунок 8. Порівняння потужності модуля (ITPV)

Виробнича потужність

Щоб встигати за попитом, виробничі потужності всіх виробників також щороку розширюються. Виробничі потужності виробників рівня Tier 1 подвоїлися зі 107,2 ГВт у 2018 році до 241,09 ГВт у 2020 році. Зокрема, Canadian Solar планує подвоїти потужність виробництва модулів у 2021 році у порівнянні з обсягом виробництва 2019 року. Як вертикально інтегрований виробник,  у 2021 році Canadian Solar також розширює та модернізує своє виробництво злитків, пластин та сонячних елементів. 

Рисунок 9. Загальна річна виробнича потужність модулів [ГВт/рік] у виробників Tier 1 (review.solar)

Рисунок 10. Виробничі потужності Canadian Solar та плани розширення на 2021 рік (PVtech)

Двосторонні модулі

Вартість біфокальних модулів зменшується разом із ціною на односторонні. Водночас виробники можуть практично використовувати один і той же сонячний елемент як для односторонніх, так і для біфокальних модулів. Це робить двосторонні модулі більш популярними для установок комунального масштабу. Однак виникає потреба у новій концепції проєктування: через більшу силу струму потрібні більш потужні інвертори, щоб обробляти більшу потужність від фотоелектричної системи. Ця тенденція також вимагає модернізованої монтажної конструкції та системи відстеження для використання енергетичного потенціалу на об’єкті. 

Рисунок 11. Прогнозування частки ринку для двосторонніх модулів (ITPV)

PV з накопичувачем енергії

Багато виробників інверторів пропонують у своєму портфоліо гібридні інвертори, які дозволяють швидше і без зусиль обладнати акумуляторні батареї для побутових застосувань. Прикладами повних систем із функціями резервного живлення є гібридна система Solax і система Fronius Gen24. Оскільки ціни на компоненти фотоелектричної системи знижуються при змішаній політиці підтримки з боку урядів, встановлення фотоелектричного модуля з батареєю поступово ставатиме більш популярним рішенням для отримання енергетичної незалежності та максимізації потенціалу фотоелектричної системи. 

Рисунок 12. Світова частка фотоелектричних систем, які поєднуються із системами зберігання (ITPV)

Рисунок 13. Прогноз щорічного встановлення BESS в Європі (SolarPower Europe)

Підготуйтеся до ери електромобілей

Очікується, що  цього десятиліття електромобілі стануть ще популярнішими, замінивши таким чином традиційні автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння. У Європі в 2019 році електромобілі становили 3,6% від загальної кількості транспортних засобів. У Норвегії понад 25% транспортних засобів – електричні. Виробники автомобілів постійно створюють і впроваджують розмаїття моделей, що надає потенційним клієнтам вибір та робить їх більш доступними з фінансової точки зору. Дедалі більша популярність та доступність електромобілів також спричинили зростання попиту на супутні аксесуари, такі як зарядні пристрої для електромобілів (внутрішні настінні зарядні пристрої) і зарядні станції для електромобілів на автостоянках.

Внутрішні настінні зарядні пристрої (через їх обмеження у розмірах та джерелі живлення) будуть поставлятися з концепціями зарядки змінного струму, які пропонують діапазон вихідної потужності від 3,6 кВт до 22 кВт, що дозволить повністю зарядити електромобіль від 8 до 1 години. Крім того, настінні зарядки зазвичай повинні пропонувати інтегрований Wi-Fi або Ethernet-з’єднання для ефективного моніторингу, контролю та оптимізації енергоспоживання електромобіля. Надзвичайно інноваційне рішення від SolarEdge – однофазний інвертор для зарядки електромобілів, що дозволяє користувачам заряджати свій електромобіль безпосередньо сонячною енергією від своєї фотоелектричної системи.

Перевагою зарядних станцій на парковках електромобілів буде більший простір, що дозволяє заряджати електромобіль постійним струмом, щоб мінімізувати втрати, і змінним струмом для різних моделей автомобілів. В результаті для повної зарядки електромобіля знадобиться менше часу, а сама система може одночасно використовуватися для зарядки декількох електромобілей. Єдина проблема такої концепції зарядних станцій для електромобілів полягає в тому, що існує безліч різних типів автомобілів і штекерів (див. рисунок 15). Вибір конкретного типу штекера та протоколу зв’язку між електромобілем та зарядною станцією, як і раніше, є прерогативою певних виробників електромобілів, але ми все ж бачимо, що ринок схиляється до змінного струму IEC 62196-3 типу 2 та протоколу типу CSS 2. 

Малюнок 14. Моделі електромобілів у 2021 році у порівнянні з 2019 роком (statista)

Рисунок 15. Типи розеток зарядного пристрою для електромобілів