ترند و فرصت‌های کارآفرینی در حوزه سلول‌های خورشیدی

مقدمه:

هفتمین وبینار کاریز، با عنوان «معرفی ترند و فرصت‌های کارآفرینی فناوری سلول‌های خورشیدی، در مورخ شنبه یکم شهریورماه سال جاری و در قالب کاریز افق فناوری برگزار گردید. در این وبینار، دکتر علی دبیریان، از ترند فناوری سلول‌های خورشیدی و فرصت‌های کارآفرینی مرتبط با آن صحبت می‌کند. معرفی فناوری سلول‌های خورشیدی و کاربردهای آن، رقبای ایرانی و خارجی، بازار داخل و خارج، از جمله مواردی است که محورهای اصلی این وبینار را تشکیل دادند.

 

معرفی فناوری سولارسل و کاربردهای آن

روش‌های مختلفی برای بهره‌برداری از انرژی خورشیدی وجود دارد که نمونه‌های متداول‌تر آن، استفاده مستقیم به صورت انرژی گرمایی و انرژی الکتریسیته است. در این میان، استفاده از انرژی خورشیدی برای تبدیل مستقیم به انرژی الکتریکی، بیشتر مورد توجه قرار گرفته و هم در قالب‌های نیروگاهی و هم نمونه‌های خانگی، قابل استفاده می‌باشد.

میزانی از انرژی خورشیدی که به سطح زمین می‌رسد، چیزی بالغ بر ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ کیلووات ساعت بر متر مربع است که بسته به محل قرارگیری در کره زمین، متفاوت می‌باشد. در ایران، این مقدار در حدود ۲۰۰۰ کیلووات ساعت بر متر مربع بوده که پتانسیل خوبی را برای استفاده از این فناوری ایجاد می‌نماید.

سلول خورشیدی، یک اتصال نیمه‌هادی است که نور آفتاب را جذب نموده و الکترون را به تراز رسانش منتقل می‌کند. از جابجایی بعدی این الکترون‌ها، می‌توان برای تولید الکتریسیته استفاده نمود. تکنولوژی‌های انرژی خورشیدی موجود، عمدتاً بر اساس نیمه‌هادی استفاده شده در آن، تقسیم‌بندی می‌شوند. مهمترین آن‌ها، سیلیکون کریستالی است که سهم ۹۰ درصدی از بازار را به خود اختصاص داده است. شکل زیر سهم هر یک از این روش‌ها را نشان می‌دهد.

شکل ۱- سهم تکنولوژی‌های مختلف

 

تکنولوژی سیلیکون کریستالی، از ویفرهای سیلیکونی (کریستال‌های سیلیکونی که در ضخامت‌های پایین برش داده شده‌اند) شروع می‌شود. در طی بیست تا سی گام فرایند استاندارد، قاب‌های مربعی سلول‌های خورشیدی، با ابعاد ۶ اینچی تولید می‌شود. رنگ آبی برای ایجاد خاصیت آنتی‌رفلکشن و خطوط سفیدرنگ روی آن‌ها هم، اتصالات فلزی را نشان می‌دهند. با سری و موازی شدن تعدادی از سلول‌های خورشیدی، یک ماژول تولید می‌گردد. رنج بازدهی برای پنل‌های مونوکریستال موجود در بازار، بین ۱۸ تا ۲۱ درصد و برای مولتی‌کریستال‌ها، بازدهی کمتر و در حدود ۱۸ الی ۱۹ درصد می‌باشد.

بر اساس استاندارد و تست پایداری بایستی در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد، پنل‌های خورشیدی ۲۵ سال دوام بیاورند. البته با مرور زمان بازدهی آن‌ها کاهش می‌یابد که این میزان کاهش هم در استانداردها آمده است. عموماً گارانتی ۱۰ ساله برای آن‌ها وجود داشته که اگر دما بالا نرود تا ۲۰ سال هم جواب می‌دهد. باران و رطوبت اثری بر روی پنل‌های خورشیدی ندارد، ولی تگرگ می‌تواند مشکل‌ساز باشد و پنل‌هایی که استاندارد لازم را نداشته باشند با مشکل و شکسته شدن شیشه رویی روبرو می‌شوند.

لازم به ذکر است که برای آماده‌سازی سلول‌های خورشیدی، فرایندهای متنوعی وجود دارد. از نقطه نظر بازار، در حال حاضر سهم قابل توجهی متعلق به Al-BSF است که با مرور زمان، PERC سهم بازار آن را از آن خود می‌کند. بنابراین، اگر کسی خواهان رفتن به سمت تولید سلول‌های خورشیدی است، باید به سمت فناوری PERC برود. شکل زیر، سهم بازار پیش‌بینی شده برای فناوری‌های مختلف را نشان می‌دهد.

شکل ۲-سهم بازار فناوری‌های مختلف برای آماده‌سازی سلول‌های خورشیدی

نیاز به فناوری در داخل و خارج ایران

در فناوری‌هایی همچون انرژی خورشیدی، یکی از مباحثی که بایستی با دید متفاوتی به آن نگاه شود، مسئله توجیه اقتصادی است. این رویکرد، دقیقاً مشابه بحث دیجیتال است که هر کسی به آن ورود نکرد، بازنده میدان شد. انرژی خورشیدی هم به همین شکل است. نباید اینطور به آن نگاه کنیم که آیا این فناوری نیاز هست یا نه. باید اینطور به آن نگاه کرد که یک فناوری آمده و بایستی بر روی موج آن سوار شد و سهم بازاری را بدست آورد. در واقع، از دید نیاز و توجیه اقتصادی، اگر نگاه کوتاه‌مدت به مسئله داشته باشیم، با چالش‌هایی روبرو می‌شویم. البته این چالش‌ها در چند سال گذشته بیشتر مطرح بوده و در حال حاضر، استفاده از انرژی خورشیدی یک مسئله قابل توجیه است.

ظرفیت تجمیعی انرژی خورشیدی نصب شده در جهان تا سال ۲۰۱۹، نزدیک به ۷۰۰ گیگاوات رسیده است. مسئله جالب در این خصوص، رشد نمایی به خصوص در کشورهای در حال توسعه است. برای مثال، چین، عربستان، امارات و بسیاری دیگر از کشورها، بر روی این حوزه متمرکز شده‌اند. این رقم، وقتی جذاب‌تر می‌گردد که بدانیم کل ظرفیت مصرف برق در کشور ما، کمی بیشتر از ۸۰ گیگاوات است. در واقع، در تمامی این سال‌ها، ما می‌توانستیم به این حوزه ورود نموده و یک صنعت قوی را شکل دهیم.

از نقطه نظر مالی بحث انرژی خورشیدی، یکی از مواردی که ما خیلی به آن استناد می‌کنیم و مهم است، بحث Grid Parity می‌باشد. یعنی قیمت تمام شده برق خورشیدی به ازای کیلووات ساعت در مقایسه با برق خورشیدی شبکه چقدر است. اگر قیمت تمام شده برق خورشیدی، از برق شبکه کمتر باشد، می‌گوییم که در آن منطقه به Grid Parity رسیده‌ایم. خیلی از کشورها قبل از ۲۰۱۴ به این نقطه رسیدند، برخی هم بعد از این سال به این برابری و برتری دست یافته‌اند. حتی در کشور ما هم در ساعات‌ پیک، می‌توان به این نقطه دست یافت.

این مسئله زمانی جذاب‌تر می‌شود که پتانسیل بالای کشور ما از نظر استفاده از انرژی خورشیدی بررسی گردد. در آلمان که پیشروترین کشور در استفاده از انرژی خورشیدی است، میزان تابش سالانه حدود ۱۲۰۰ کیلووات ساعت بر متر مربع است. این در حالی است ‌که در ایران، در شمالی‌ترین نقطه کشور هم، عددی بیش از این بوده و در مناطق مرکزی و جنوبی، به بیش از ۲۲۰۰ هم می‌رسد.

یکی از مسائلی که شرکت برق ما با آن روبرو است، این است که مصرف برق در ماه‌های گرم سال، قریب به دو برابر ماه‌های دیگر است و این صرفه اقتصادی برای ایجاد زیرساخت معمول را ندارد. اینجاست که انرژی خورشیدی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می‌باشد.

 

بررسی رقبای فناوری در داخل و خارج ایران

در بحث انرژی خورشیدی، مسئله رقابت تقریباً یک طرفه بوده و چین از همه دنیا جلوتر است. در بین ده شرکت برتر تولید کننده سلول‌های فوتوولتائیک در سال ۲۰۱۹، هفت مورد چینی هستند. شرکت‌های چینی فناوری‌های بالایی در اختیار داشته و محصولات با کیفیتی برای همه دنیا تولید می‌کنند. از سه شرکت دیگر، شرکت کانادایی «Canadian Solar» و کره‌ای «Hanwha Q Cells» هم هستند که آن‌ها هم بیشتر تولیداتشان را در چین انجام می‌دهند.

در ایران هم تولیدکنندگانی وجود دارند که از آن جمله، می‌توان به سولار صنعت فیروزه و تأمین انرژی ایرانیان می‌توان اشاره نمود. این دو شرکت، بیشتر پنل‌های نیروگاهی تولید می‌کنند.

آمار نیروگاه‌های خورشیدی نصب شده در کشور، ۲۱۳ مگاوات نیروگاه‌های بزرگ‌تر از ۱ مگاوات و ۴/۲ مگاوات نیروگاه‌های کیلوواتی است.

اینجا این سؤال مطرح است که آیا پنل‌های کوچک گران‌تر هستند؟ مقیاس بازار کوچک‌تر و زحمت‌های مشابه پنل‌های بزرگتر، ساخت این پنل‌ها را پرهزینه‌تر می‌کند. اما باید به این نکته توجه داشت که جای رقابت با چینی‌ها به واسطه همین قیمت بیشتر، قابل توجه‌تر خواهد بود.

 

سرمایه مورد نیاز برای تولید

دو مدل می‌توان به مسئله تولید پنل‌های خورشیدی نگاه کرد: تولید کامل زنجیره و خط مونتاژ پنل. مقیاس بازار است که تعیین‌کننده توجیه‌پذیری هر یک از این مدل‌ها می‌باشد.

فرایند یک خط تولید پنل در ذیل ارائه شده که شامل نظارت اولیه بر روی سلول‌های ورودی، لحیم‌کاری اتوماتیک‌، لمینیت کردن و کنترل کیفیت نهایی است. برای این کار، تجهیزات کم و ساده‌ای مورد نیاز است که نشان‌دهنده هزینه پایین‌تر و ریسک‌پذیری کم‌تر می‌باشد.

شکل ۳- یک خط تولید پنل سلول‌های خورشیدی

به عنوان مثال برای یک خط ۲۵ مگاواتی، در حدود ۵۵۰ هزار دلار تجهیز لازم بوده و ۵ میلیون دلار سرمایه در گردش هم مورد نیاز است تا خط با ظرفیت کامل خود کار کند. در صورت کار کردن کامل این خط، NPV پس از گذشت ۳۰ ماه مثبت خواهد شد که سرمایه‌گذاری بسیار موفقی است.

اگر یک زنجیره تولید کامل را بخواهیم مد نظر بگیریم، هزینه بسیار بالاتر خواهد بود. برای ظرفیت ۵۰۰ مگاوات سالانه، سرمایه حدود ۴۰۰ میلیون یورویی مورد نیاز است. کشورهای کمتری به سمت این خط تولیدها می‌روند چراکه سرمایه‌گذاری‌های پرریسک‌تری می‌باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *