A PV-ipar legújabb trendjei 2021-ben – Részletes áttekintés

03 Feb A PV-ipar legújabb trendjei 2021-ben – Részletes áttekintés

A 2020-es év rendkívüli kihívást jelentett az egész világ számára. A Covid-19 világjárvány és az ennek kapcsán világszerte bevezetett korlátozások sok mindent megváltoztattak. Ezért most lépjünk hátra egyet és vegyük sorra, hogy milyen hajtóerők fogják uralni nem csak a 2021-es évet, de az előttünk álló évtizedet is. 

A döntéshozatal évtizede

Az első és legvalószínűbb hajtóerő minden bizonnyal a globális felmelegedés és az éghajlatváltozás várható hatásaira reflektáló politikai és kormányzati döntések, de legfőképpen az átlagemberek tényleges cselekvése lesz. Az eddig csak elméleti szinten létező probléma mára a mindennapok részévé vált, és kihívásaival emberek milliói kényszerülnek szembesülni nap mint nap. A 2020-as év a közelmúlt legsúlyosabb természeti katasztrófáival vette kezdetét. Sosem látott erejű erdőtüzek pusztítottak Ausztrália és Kalifornia területén, melyeket a hatóságok csak nagy nehézségek árán tudtak megfékezni. Délkelet-Ázsia part menti lakossága pedig a tengerszint-emelkedés jelentette fenyegetés miatt került veszélybe. A világ számos vidékén válnak mindennapossá a tűzvészek, a heves viharok és a súlyos aszályok. A globális éves átlaghőmérséklet 1960 óta folyamatosan emelkedik, és semmi jel nem mutat csökkenésre. Ez intő figyelmeztetés lehet mindannyiunk számára, hogy gyors és hatékony megoldást találjunk, mielőtt túl késő lenne! 

1. ábra. Globális éves átlagos földfelszíni léghőmérséklet-változás (NASA)

A 2015-ös párizsi éghajlatvédelmi egyezmény az ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezménye keretében létrejött első olyan egyetemes, jogilag kötelező erejű globális megállapodás, amely jelentős lépésnek számít az elkövetkezendő évtizedek globális üvegházhatásúgáz-kibocsátás csökkentéséért folytatott küzdelemben. Az egyezmény fő pontjai az alábbiak:

  • Az üvegházhatásúgáz-kibocsátást 2030-ig az 1990-es szinthez viszonyítva legalább 55%-kal kell csökkenteni
  • Növekvő és élénk gazdaság megteremtése zöld munkahelyek révén
  • Világméretű együttműködés a globális felszínközeli átlaghőmérséklet emelkedésének korlátozására 1,5 °C-nál nem nagyobb mértékben

2. ábra. Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása globálisan, és a felmelegedési forgatókönyvek (Ourworldindata)

A kitűzött terv az aláíró EU-tagállamok elkötelezettségét jelzi, és az EU-n kívüli országokat is arra ösztönzi, hogy hozzanak létre egy ésszerű és felelősségteljes tervezetet a párizsi egyezmény célkitűzéseinek megvalósítására. Már nem fordulhatunk vissza arról az útról, amelyet a megújuló energiaforrásokra való áttérés, a fenntartható gazdaságot erősítő helyi munkahelyek létrehozása és fejlesztése, illetve a nemzetközi együttműködés jelent. 

A napelemek árának folyamatos csökkenése

Az egyre fejlettebbé váló napelemes technológiáknak kulcsfontosságú szerepe lehet az éghajlatváltozás elleni globális küzdelemben. A napelemek ára évről évre alacsonyabb, és nem volt ez másként a zűrzavaros 2020-as évben sem. 2006 és 2019 között a napelemek átlagos Wp ára 40%-kal csökkent.

3. ábra. A napelemek árának tanulási görbéje a kumulatív szállítás függvényében (ITPV)

A 4. ábra jól szemlélteti a 2020 folyamán az EU-ban értékesített középkategóriás és prémium kategóriás napelemek árának változását. Az év első három hónapjában emelkedtek az árak a Covid-19 járvány és az első kínai lezárások miatt. Ezután júliusig csökkenő tendencia figyelhető meg, majd 2020 novemberének végén ismét drágulni kezdtek a napelemek. A középkategóriás napelemek ára a 2019. decemberi árak 80%-ára esett vissza, a prémium kategóriás napelemeknél pedig a 2019. decemberi árak 90%-ára.

4. ábra. A napelemek árának változása az EU-ban 2020-ban (Solarity)

Rugalmas beruházás a válság közepette

A PV-ipar a világjárvány alatt is fejlődő tendenciát mutatott, mára több mint 100 GWp-nyi napelem került telepítésre. Ez önmagában bizonyíték arra, hogy a fotovillamos ipar rendkívül rugalmas és befektetésként is igen vonzó. A HIS Markit előrejelzései szerint 2050-re a globális megújuló energiatermelés 40%-át a napelemek adják majd. Amíg a fő energiaforrásnak számító fosszilis tüzelőanyag-források kimerülőben vannak, addig a megújuló energia megállíthatatlan. A napelemes rendszerek telepítésének mértéke valamennyi szektorban (kereskedelmi, lakossági és közüzemi) növekszik; a legjelentősebb kapacitásnövekedés a közüzemi szektor esetén figyelhető meg. 

5. ábra. A PV-telepítések kapacitásának nettó növekedése ágazati bontásban, világviszonylatban 1990-2025 között (IEA)

Technológiai trendek és gyártás a PV-iparban

A napelemes cellák típusai, mérete és formája

A napelemek szabványos mérete továbbra is vita tárgyát képezi, a gyártók ugyanis sokféle cellaméretet használnak. A versenyből várhatóan az M6 (166 mm), az M10 (182 mm) vagy az M12 (210 mm) cella, vagy ezekhez hasonló méret kerül ki győztesen. A piacot az eddigiekhez hasonlóan a PERC cellák uralják majd, mivel a TOPCon és hasonló technológiák által tovább növekszik a hatékonyságuk . 

6. ábra. Különféle méretű napelemszeletek és technológiák (ITPV)

A napelemek növekvő teljesítménye

A hatékonyság és a napelemcellák növekedésével együtt a PV modulok teljesítménye is exponenciálisan növekszik. Szinte az összes jelentősebb gyártó portfoliójában szerepel 600Wp-t meghaladó teljesítményre képes napelem. Ennek ellenére várhatóan a 400 és 500Wp közötti teljesítményű (72 cellának megfelelő) napelemek megőrzik helyüket a népszerűségi listák élén, mivel az energiahozamukra vetített bekerülési költségük kedvezőbb.

7. ábra. A Canadian Solar 2021-es áttekintése [Solarity-CSI webinárium]

8. ábra. A napelemek teljesítményének összehasonlítása (ITPV)

Gyártókapacitás

A kereslet kielégítése érdekében a gyártók évről évre növelik gyártókapacitásukat. A Tier 1-es gyártók gyártási kapacitása a 2018-as 107,2 GW szintről 2020-ra 241,09 GW-ra duplázódott. A Canadian Solar 2021-ben kétszer annyi napelemet készül gyártani, mint amekkora számmal a 2019-es évet zárta. Vertikálisan integrált gyártóként a Canadian Solar 2021-ban bővíteni és fejleszteni tervezi ingot-, ostya- és napelemcella gyártását is.

9. ábra. A Tier 1-es gyártók évenkénti teljes napelemgyártási kapacitása [GW/év]. (review.solar)

10. ábra. A Canadian Solar gyártási kapacitása és fejlesztési tervei a 2021-es évre. (PVtech)

Bifaciális napelemek

Az egyoldalas napelemekhez hasonlóan a kétoldalas napelemek ára is folyamatosan csökken. Ugyanakkor a gyártók gyakorlatilag ugyanazokat a napelemcellákat használják az egyoldalas és a kétoldalas moduloknál is. Emiatt a kétoldalas napelemek jóval népszerűbbek a üzemi méretű projekteknél. Ugyanakkor felmerül egy új tervezési koncepció is: A nagyobb áramerősség miatt nagyobb teljesítményű inverterekre van szükség a PV-rendszerekhez. A helyi energiapotenciál jobb kihasználása érdekében ez az új trend korszerűbb tartószerkezet és napkövető rendszerek kifejlesztését is igényli. 

11. ábra. A kétoldalas napelemek piaci részesedésének előrejelzése (ITPV)

Energiatárolós PV-rendszerek

Számos invertergyártó portfóliójában találhatóak hibrid inverterek, amelyekhez a lakossági felhasználók sokkal gyorsabban és egyszerűbben csatlakoztathatnak akkumulátoros energiatároló egységet. A hatékony energiatárolásra példaként hozhatnánk a Solax Hybrid rendszerét és a Fronius Gen24 rendszerét. Tekintve, hogy a napelemes rendszerek alkatrészeinek ára folyamatosan csökken, kormányzati oldalról viszont nem egységes az ágazat támogatása, az energiatárolós PV-rendszerek ésszerű megoldást nyújthatnak azoknak, akik energia-függetlenségre törekednek és maximalizálni szeretnék a napelemes rendszerben rejlő potenciált. 

12. ábra. A tárolórendszerrel kombinált PV-rendszerek megoszlása világviszonylatban. (ITPV)

13. ábra. Az akkumulátoros energiatároló rendszerek (BESS) várható telepítési száma éves szinten az európai lakossági piacon. (SolarPower Europe)

Láthatáron az elektromos járművek (EV) korszaka

Az elektromos járművek népszerűsége az előttünk álló évtizedben minden bizonnyal növekedni fog, vissza szorítva ezáltal a hagyományos belsőégésű motorokat. 2019-ben az európai gépjárművek 3,6%-át tették ki az EV-k. Norvégiában a járművek több mint 25%-a elektromos meghajtású. Az autógyárak gyártósorairól folyamatosan gördülnek le a legújabb modellek, ami a leendő ügyfelek számára is szélesebb választási lehetőséget és elérhetőbb árakat biztosít. Az EV-k elterjedése és megfizethetősége a különféle kiegészítők iránti kereslet növekedését is magával hozta, így például az EV-töltőkre (otthoni wallbox töltő) vagy a parkolókban található EV-töltőállomásokra való igényt is.

Az otthoni wallboxok, azaz fali töltők (méretük és tápellátásuk korlátozott volta miatt) 3,6 és 22 kW teljesítmény közötti AC töltési lehetőséget kínálnak, amely lehetővé teszi az elektromos járművek teljes feltöltését 8, vagy akár 1 óra alatt. A fali töltők ezenkívül beépített wifi vagy ethernet csatlakozással is rendelkeznek, hogy a felhasználó hatékonyan felügyelhesse, irányíthassa és optimalizálhassa az elektromos gépjármű töltését. A SolarEdge egyfázisú EV-töltő invertere innovatív módon a PV-rendszeren keresztül napenergiával tölthető az elektromos jármű.

A parkolókban található EV-töltőállomásoknál nagyobb tér áll rendelkezésre, ezért a berendezés a váltóáramú töltéssel járó energiaveszteség minimalizálására egyenárammal is tudja tölteni a különböző típusú járműveket. Ennek eredményeképpen az EV sokkal gyorsabban feltöltődik, sőt, egyidejűleg akár több jármű is tölthető. Az egyetlen probléma, amely az EV-töltőállomások kapcsán felmerülhet, az a különböző járművekhez használható csatlakozók típusa (lásd: 15. ábra). A csatlakozók típusának, valamint az elektromos járművek és az EV-töltőállomások közötti kommunikációs protokollnak a meghatározása továbbra is bizonyos EV-gyártók kiváltságába tartozik, de a piac láthatóan kezd megfelelni az egyenáramú és váltakozó/egyenáramú csapos és érintkezőhüvelyes járműcsatlakozó-párok csatlakoztatási méreteire és csereszabatossági követelményeire vonatkozó IEC-62196-3 szabvány előírásainak, így AC Type 2 és CSS Type 2 töltőcsatlakozókkal szerelik fel a töltőpontokat.

14. ábra. Az elektromos autók típusai 2019-ben és 2021-ben (statista)

15. ábra. Az EV-töltők csatlakozótípusai