Con el aumento de la capacidad de los módulos fotovoltaicos, los proveedores de vidrio han estado invirtiendo en nueva capacidad de producción de vidrio solar. Al igual que en India y China, en América del Norte están apareciendo nuevas instalaciones, con características únicas para garantizar la competitividad, como el uso de material reciclado.
A mediados de marzo de 2024, la canadiense Silfab Solar, un fabricante de módulos de alta eficiencia con planes de expandirse a Carolina del Sur, dijo que obtendría vidrio del reciclador de paneles fotovoltaicos Solarcycle, con sede en Estados Unidos. Solarcycle está planeando una fábrica de vidrio solar de 344 millones de dólares en el estado estadounidense de Georgia, abastecida con materiales de paneles reciclados.
"Estamos entusiasmados con el potencial del crecimiento de la fabricación solar nacional para generar empleos y desarrollo de I+D en los EE. UU.", dijo el director de operaciones (COO) de Solarcycle, Rob Vinje. revista pv.
Crecimiento global
Andries Wantenaar, de la empresa de inteligencia de mercado Rethink Technology Research, afirmó que “la demanda de vidrio solar parece sólida. Es un mercado en crecimiento con precios relativamente estables”. Observó un aumento del 66 % en todas las partes de la industria de fabricación solar de China en 2023, y un crecimiento aún más rápido fuera de China, donde la producción se duplicó de 65 GW en 2022 a alrededor de 130 GW en 2023.
"Si se fabrica vidrio solar, se tiene un mercado muy grande y de rápido crecimiento fuera de China al que vender", dijo Wantenaar. "No quedará atrapado en la situación de los fabricantes occidentales de polisilicio, cuyos clientes son los fabricantes de obleas en China, que ahora compran a los fabricantes chinos de polisilicio exclusivamente a precios muy por debajo del coste marginal de producción occidental".
Los precios del material de vidrio son relativamente estables. "El precio del vidrio de calidad solar ha sido persistente durante al menos una década porque es un producto totalmente resuelto", dijo Wantenaar. La advertencia es que el vidrio es un producto que consume mucha energía, lo que constituye un fuerte factor de costos y una de las razones por las que China domina su producción. Wantenaar estimó que China posee “alrededor del 90%” del mercado de vidrio solar, cifra superior a su participación del 80% en módulos fotovoltaicos.
Dos lados
Wantenaar cree que el vidrio representará una mayor proporción de los costos de los módulos en el futuro, a medida que otros elementos se vuelvan más rentables y se intensifique la tendencia de los módulos bifaciales, que generalmente presentan vidrio en ambos lados en lugar de un frente de vidrio combinado con una lámina posterior de polímero.
"Bifacial superó recientemente el 50% de participación de mercado, considerando la producción manufacturera china, y seguirá creciendo, quizás hasta el 75% en 2030", dijo el analista.
Los módulos de vidrio bifacial suelen utilizar dos paneles de vidrio de 2 mm, a veces de 1.6 mm, a diferencia de los paneles convencionales, que cuentan con vidrio de 3.2 mm. El uso de vidrio más delgado puede requerir diferentes procesos de termoendurecimiento y eso puede afectar la calidad.
La tendencia hacia el vidrio-vidrio es algo que los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) están investigando con respecto a la durabilidad del módulo.
"El vidrio realmente delgado está optimizado para el envío y la logística, no necesariamente para el rendimiento de durabilidad en el campo", dijo Teresa Barnes, quien administra el grupo de rendimiento del sistema y confiabilidad fotovoltaica en NREL, y se desempeña como directora de Durable Module Materials, financiado por el DOE. (Duramat) consorcio de investigación.
"Históricamente, los módulos fotovoltaicos de silicio se fabricaban con vidrio laminado y texturizado, mientras que las películas delgadas utilizaban vidrio flotado sin antimonio con un espesor de 2 mm o 3 mm", dijo Barnes. "Es posible utilizar una solución más delgada, pero es más complicado debido al proceso de templado por calor".
Podría ser que el material de vidrio fabricado para el mercado norteamericano tenga requisitos mecánicos diferentes a los de otras regiones.
"Las condiciones climáticas extremas, como el granizo, podrían significar que los módulos estadounidenses necesitarían un vidrio templado más grueso", dijo Barnes.
También hay señales similares provenientes de Europa.
"La tendencia aquí es encontrar nichos", dijo Martin Zugg, director general del fabricante de vidrio alemán Interfloat, propiedad de la india Borosil. "Es difícil encontrar un nicho, pero vemos que los fabricantes desarrollan cada vez más nichos de mercado nuevos, que incluyen paneles resistentes al granizo que requieren vidrio más grueso, módulos integrados en el techo y aplicaciones fotovoltaicas integradas en edificios".
Interfloat produce suficiente vidrio solar texturizado con bajo contenido de hierro y alta transmisión para 2 GW de módulos al año. Fabrica vidrios con espesores que van desde los 2 mm hasta los 6 mm, tanto en dimensiones convencionales como personalizadas y bajo pedido especial.
El uso de vidrio más grueso podría brindar a los fabricantes locales de vidrio una oportunidad de mercado y reducir los costos relacionados con el transporte.
"El vidrio es un material caro de transportar", afirmó Barnes del NREL. "Los costes de logística, envío y almacenamiento corren a cargo del fabricante del módulo fotovoltaico".
Primer efecto solar
First Solar, el gigante fotovoltaico de película delgada con sede en EE. UU., está ampliando su capacidad con 13 GW de producción operativa a partir de septiembre de 2023, y planea alcanzar 25 GW de capacidad nominal anual global en 2026, con 14 GW en Estados Unidos.
Esa trayectoria de expansión está provocando inversiones en la industria del vidrio para suministrarle el vidrio flotado que necesita para sus módulos de película delgada. En Estados Unidos, los fabricantes NSG Group y Vitro Architectural Glass han anunciado contratos y planes para líneas dedicadas para dar servicio a First Solar.
En India, donde First Solar inauguró recientemente su planta de 3.3 GW Serie 7, la empresa francesa de materiales Saint Gobain estaría poniendo en marcha la producción en una planta en el estado de Tamil Nadu para abastecer al fabricante estadounidense.
En noviembre de 2023, NSG dijo que agregaría capacidad de vidrio recubierto de óxido conductor transparente (TCO) en Ohio para suministrar a First Solar, planeando la medida a principios de 2025. NSG ha producido vidrio recubierto de TCO para energía fotovoltaica de película delgada durante más de 25 años. .
“Cada año el mercado solar es cada vez más grande; más capital, más recursos”, dijo Stephen Weidner, quien dirige los grupos de productos solares y vidrio arquitectónico de NSG en América del Norte. "Vemos esto a nivel mundial".
El vidrio para energía solar es cada vez más importante. "Ha pasado de prácticamente nada hace 10 años a representar entre el 10% y el 15% de la oferta total del mercado de vidrio plano en América del Norte", afirmó Weidner. “Nuestro objetivo es crecer con el mercado. Eso significa que para finales de [2024] tendremos tres líneas flotantes en América del Norte dedicadas al segmento solar, otras dos líneas en Vietnam y también una en Malasia, que anteriormente convertimos a TCO desde vidrio arquitectónico”.
Vitro Architecural Glass también está sumando capacidad en Estados Unidos para abastecer a First Solar. En octubre de 2023 anunció una ampliación de su contrato con First Solar y un plan para invertir en una planta en Pensilvania, así como en la adaptación de las instalaciones de vidrio fotovoltaico existentes. La compañía dijo en un comunicado que esperaba un “crecimiento significativo” en el negocio de vidrio solar debido al efecto “nearshoring” en Estados Unidos.
Impacto de la cuenta IRA
Además de influir en First Solar y su creciente cadena de suministro de vidrio, políticas como la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) de EE. UU. también están estimulando la inversión en la fabricación de silicio cristalino, lo que llevó a Canadian Premium Sand (CPS), un nuevo participante de Canadá, a anunciar un panel solar. proyecto de vidrio. CPS planea construir una fábrica en Selkirk, Manitoba, para producir cubiertas de módulos de vidrio de 1.8 mm a 4 mm en un volumen suficiente para 6 GW de paneles solares por año.
"Estamos estimando que la demanda en la región de América del Norte de vidrio con patrón solar alcanzará casi 100 GW para 2030, impulsada por la relocalización de la cadena de suministro de fabricación de paneles solares en los EE. UU.", dijo Anshul Vishal, quien dirige el desarrollo corporativo en CPS.
La empresa anunció acuerdos de compra con empresas como el fabricante suizo de módulos Meyer Burger, la canadiense Heliene y Qcells, propiedad de la surcoreana Hanwha. Según Vishal, se están llevando a cabo más conversaciones sobre la compra con otros clientes potenciales de vidrio solar estampado, con planes de alcanzar el estado de contrato 100% antes de la construcción.
El proyecto de vidrio integrado CPS necesita una inversión de 880 millones de dólares canadienses (639 millones de dólares) para instalar la planta y desarrollar un sitio de arena de sílice. El plan incluye múltiples líneas de vidrio solar templado y estampado, incluidas líneas de revestimiento antirreflectante y antisuciedad, que estarán en línea en 2026.
"Es un proyecto respaldado por agencias gubernamentales tanto provinciales como federales y los permisos ambientales están en vigor", dijo Vishal. "Acabamos de probar el material de arena en Europa, lo que confirmó que podremos utilizar procesos simples, de bajo costo y ambientalmente responsables para refinarlo según las especificaciones de grado de vidrio solar estampado".
CPS podrá aprovechar la combinación energética de Manitoba para lograr bajas emisiones de CO2-emisiones hidroelectricidad y eólica. Según Vishal, estar en la zona del Tratado de Libre Comercio de América del Norte en un sitio que está a tres o cuatro días por tierra de los clientes, lo que permite un envío más simple y menos interrupciones potenciales, son otras ventajas relacionadas con la ubicación.
Se contrata un consorcio para construir la planta CPS. Incluye a Henry F. Teichmann, un contratista internacional de plantas de vidrio con sede en Estados Unidos; la firma francesa de ingeniería industrial Fives Group; Bottero, el proveedor italiano de equipos para la fabricación de vidrio; y dos empresas canadienses, Elrus Aggregate Systems, un proveedor de equipos de procesamiento de minerales; y PCL Constructors, una empresa de ingeniería civil.
Vidrio reciclado
Al igual que CPS, la planta prevista para Solarcycle, de dos años de antigüedad, tiene una capacidad anual con un módulo equivalente a entre 5 y 6 GW de capacidad de generación, pero utilizando vidrio reciclado. El uso de materiales reciclados recuperados de paneles de silicio cristalino al final de su vida útil significa que el vidrio recuperado tiene la composición química adecuada. Ya es un material bajo en hierro, como lo ve Vinje de Solarcycle, y eso reducirá la demanda de energía y el carbono incorporado.
“Es la primera planta de vidrio laminado con bajo contenido de hierro que se construye en el mercado estadounidense”, afirmó el director de operaciones. "Actualmente estamos recibiendo ofertas de proveedores internacionales de equipos de procesamiento de vidrio mientras se negocian los contratos de ingeniería, construcción y múltiples subsistemas con proveedores con sede en Estados Unidos".
Se está construyendo una línea de producción de vidrio estampado de 800 metros de largo con segmentos de procesamiento en frío y en caliente. Incluye una construcción de horno regenerativo de fuego cruzado especialmente diseñado que reutiliza los gases de escape para reducir el consumo de combustible; equipos de procesamiento laminados en caliente; y el corte, pulido, templado del vidrio y otros pasos del proceso de extremo en frío necesarios para fabricar vidrio para módulos de vidrio simple y doble.
Solarcycle no es el único proveedor de vidrio que busca beneficiarse del uso de material reciclado. CPS de Canadá también dijo que planea utilizar vidrio reciclado de fuentes externas en sus productos, mientras que empresas como AGC de Japón y Saint Gobain también han anunciado proyectos.
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Fuente de pv magazine
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