A hátlap és az új technológiák

Share Button

A költségcsökkentés és az új technológiák által képviselt, teljesítményt növelő lehetőségek, valamint a kockázatkerülés tendenciája között a napelem modulok anyagai esetében minden korábbinál nyilvánvalóbbá vált a feszültség. Fokozottan érvényes ez a megállapítás a hátlapokra, amelyeknél az innovációk busás haszonnal kecsegtetnek, de a gyártókat és a piacokat meg kell győzni hosszú távú teljesítményükről.

A gyártók szempontjából a hátlap megválasztása kulcsfontosságú. Mivel a terepen a hátlap védi a modul belső részeit a nedvességgel és a kedvezőtlen időjárási körülményekkel szemben a teljes élettartam során, a hátlapoknak egyszerűen be kell váltaniuk a beszállítók által tett ígéreteket. Ahogy a napelemek új, zordabb éghajlatú területekre jutnak el, a befektetők pedig egyre hosszabb élettartamot várnak el a projektektől, úgy válik egyre fontosabbá ez a kérdés.

Jelenleg a hátlapok piacának zömét a fluorpolimer anyagok különböző kombinációi teszik ki. Ezeket a hidrolízis területén mutatott stabilitásuk és a különböző körülmények között tanúsított kiváló időjárás-állóságuk miatt részesítik előnyben. Az ilyen anyagokat – leggyakrabban a polivinil-fluoridot (PVF) és a polivinilidén-fluoridot (PVDF) – laminálás útján kombinálják össze a szigetelőanyagból, például polietilén-tereftalátból (PET) készült központi réteggel.

Piaci részesedések

A Fotovoltaikus Ágazat Nemzetközi Technológiai Ütemtervének (International Technology Roadmap for Photovoltaic, ITRPV) 2018-as jelentésében szereplő becslés szerint az egyik három rétegből álló, a két polivinilfluorid (PVF) külső réteg közé helyezett poliészter szendvicsszerkezeten alapuló Tedlar-poliészter-Tedlar kombináció – teszi ki a hátlapok globális piacának több mint 70%-át. Azonban amióta ezt az adatot egy korábbi cikkben közzétették (A hátlapok jövője (Backsheets to the future) – pv magazine 09/2018, 76. o.), az iparág több szakértője is komoly kérdéseket vetett fel az adat pontosságával kapcsolatban, és azt állítják, hogy nem valós képet ad a hátlapok piacáról.

Az ITRPV jelentést közlő Német Gép- és Berendezésgyártók Szövetsége (German Mechanical Engineering Industry Association, VDMA) úgy döntött, hogy nem fűz megjegyzést a 2018-as ITRPV jelentésben közzétett becsléshez. Az IHS Markit elemzőitől származó más adatok azt mutatják, hogy a fluorpolimer anyagok különböző kombinációi adják a hátlapok átfogó piacának zömét.

„Általában a hátlapokat két fő csoportba soroljuk, a fluorpolimerek és nem fluorpolimerek körébe” – ismertette Karl Melkonyan, az IHS Markit napenergia technológiával foglalkozó vezető elemzője. „A legalább egy fluorpolimer-alapú réteget magában foglaló fluorpolimer hátlapok részesedése becsléseink szerint a teljes piac 89%-ának felelt meg 2018-ban.”

Az IHS Markittól származó, a fluorpolimer anyagok megoszlására vonatkozó adatok azt tükrözik, hogy 2018-ban a legalább egy polivinilfluorid (PVF) réteget magában foglaló hátlapok részesedése a teljes piac 40%-a, míg a legalább egy polivinilidén-fluorid (PVDF) réteget magában foglaló hátlapoké 44% körül alakult. Melkonyan azt is megjegyezte, hogy a fluorpolimer szegmensnek csupán töredékét teszik ki a bevonattal gyártott hátlapok, amelyeknél a fluort egy másik anyag – például a polietilén-tereftalát (PET) mellett védőrétegként alkalmazzák.

A gyártókat PVF Tedlar fóliákkal ellátó anyaggyártó óriás, a DuPont közlése szerint növekvő keresletet tapasztalnak a polivinilfluorid (PVF) és polivinilidén-fluorid (PVDF) réteget magában foglaló hátlapok iránt. „A Kínában gyártott polivinilidén-fluorid (PVDF) felhasználásával készült hátlapok részesedése versenyképes árképzésüknek köszönhetően növekszik, megközelíti a nem fluorpolimer alapú hátlapokét, ilyen például a polietilén-tereftalát; különösen az egy watt teljesítményre vetített költségek figyelembe vételekor, mivel továbbra is a modulok hatékonyságának növekedése jelenti a hajtóerőt. Azonban a kínaiak által gyártott polivinilidén-fluorid fólia minősége nagyon eltérő lehet” – állítja Mark Ma, a DuPont Fotovoltaikus Megoldások részlegének marketing igazgatója. „Jelenleg a kínai modulgyártók többsége fluorpolimer fóliából gyártja a hátlapokat.”

Anyagok és anyagiak

Bizonyított tartósságuk miatt a modulgyártók a fluorpolimer hátlapokat helyezik előtérbe. A DuPont különböző ipari alkalmazások széles körét látja el Tedlar fóliáival, amelyek a gyorsított teszteléseken komoly teljesítményt érnek el.

 

Kép: DuPont

A múltbéli adatok alapján kijelenthetjük, hogy a hátlapok több modulhibát idéztek elő, mint bármely más alkotórész; ez pedig megerősíti a gyártók és a befektetők azon meggyőződését, hogy rendkívül tartós anyagokra van szükségük. „A DuPont által végzett átfogó helyszíni felmérések arra utalnak, hogy több meghibásodás fordul elő a poliamid (PA), a polietilén-tereftalát (PET), és a polivinilidén-fluorid (PVDF) hátlapok esetében, és a modulgyártók számára jelentős költségekkel jár a modulok cseréje” – tette hozzá Ma. „Ugyanakkor azt látjuk, hogy a másodlagos fogyasztóként fellépő ügyfeleink 35 vagy 40 évnyi élettartamra tartanak igényt a belső megtérülési ráták javítása érdekében.”

Bár egyelőre úgy tűnik, hogy belátható időtávon belül a fluorpolimer-alapú hátlapok továbbra is a piac jelentős szeletét fogják képviselni, számottevő innovációs folyamat zajlik más anyagok bevonásával. A poliolefineket különösen jelentős potenciállal bíró anyagoknak tartják, és az anyagokra szakosodott holland DSM kifejlesztette az ilyen típusú anyagokkal folytatott ko-extrudálási eljárást a laminálás helyettesítésére. Ezt azonban széles körben problémás megoldásnak tartják, mivel fennáll annak lehetősége, hogy elmarad több réteg összetapadása.

„Arra számítunk, hogy a költséghatékony ko-extrudálással előállított hátlapok piaci részesedést fognak nyerni a laminált hátlapok rovására” – jelezte Imco Goudswaard, a DSM Advanced Solar részlegének üzleti elemzője. „Különösen azok a ko-extrudálással célirányosan megtervezett polimervegyületekből gyártott hátlapok lesznek egyre népszerűbbek, például Endurance hátlapjaink, amelyek szilárd poliolefin (polietilén-tereftalát mentes) magból és fluormentes, fenntartható külső rétegből épülnek fel.

A DuPont képviselője, Mark Ma azt állítja, hogy egyre szegmentáltabb a másodlagos ügyfelek piaca, amely egyrészt rendkívül árérzékeny piac, másrészt a szegmensre jellemző a minőség kiemelt szerepe, ahol a vevők ragaszkodnak a legkiválóbb minőségű anyagokból készült modulokhoz. Ennek ellenére a DSM úgy véli, hogy a piac felső kategóriájában Endurance terméke képes lesz versenyezni a polivinilfluoriddal: „A ko-extrudált hátlapok ténylegesen versenyképes teljesítményt mutatnak a laminált fluorpolimer alapú hátlapokkal összevetve mind a vásárlók többsége tekintetében, mind a felső kategóriák piacán” – értékelt Goudswaard. „Az alacsony költségű, egyrétegű hátlapok új generációja költségek tekintetében versenyképes lesz a laminált, polietilén-tereftalát rétegekből álló hátlapokkal.

Az IHS Markittól kapott adatok a fluorpolimerek enyhe piacvesztését vetítik előre, 2022-re 77% körüli szintre esnek vissza, főként a polivinilfluoridból készült hátlapok piaci részesedésének visszaesése miatt. „Egy új anyag rendkívül nehezen tehető a piac számára elfogadottá rövid időn belül, mert ehhez az szükséges, hogy a minőségét és megbízhatóságát vizsgálatok, több éven átívelő helyszíni tapasztalatok és különböző tanúsítványok támasszák alá” – állítja az IHS Markitot képviselő Melkonyan. „Azonban a helyzet valószínűleg fokozatosan változni fog a közeljövőben, mivel megkezdődött az új, nagyobb teljesítményű alkatrészek piaci térnyerése.”

Forrás: pv magazine