PVモジュールの生産能力が増大するにつれ、ガラスサプライヤーは新たなソーラーガラス生産能力に投資してきた。インドや中国と同様に、北米でもリサイクル材料の使用など、競争力を確保するための独自の工夫を凝らした新たな施設が次々と建設されている。
2024年344月中旬、サウスカロライナ州への進出を計画している高効率モジュールメーカーのカナダのSilfab Solarは、米国を拠点とするPVパネルリサイクル業者Solarcycleからガラスを調達すると発表した。Solarcycleは、リサイクルされたパネル材料から供給されるXNUMX億XNUMX万ドルのソーラーガラス工場を米国ジョージア州に建設する計画だ。
「国内の太陽光発電製造業の成長が米国で雇用と研究開発の発展をもたらす可能性に興奮しています」とソーラーサイクルの最高執行責任者（COO）ロブ・ヴィンジェ氏は語った。 PVマガジン.
グローバルな成長
市場調査会社リシンク・テクノロジー・リサーチのアンドリース・ワンテナー氏は、「ソーラーガラスの需要は堅調に見えます。これは比較的安定した価格の、成長市場です」と述べた。同氏は、66年には中国のソーラー製造業界のあらゆる部分が2023％増加し、中国国外ではさらに急速な成長が見込まれ、生産量は65年の2022GWから130年には約2023GWに倍増すると指摘した。
「ソーラーガラスを製造すれば、中国国外に販売できる非常に大きく急成長している市場がある」とワンテナー氏は語った。「西側諸国のポリシリコンメーカーのような状況に陥ることはないだろう。彼らの顧客は中国のウエハーメーカーであり、彼らは現在、西側諸国の限界生産コストをはるかに下回る価格で中国のポリシリコンメーカーからのみ購入している」
ガラス材料の価格は比較的安定している。「ソーラーグレードのガラスの価格は、完全に完成された製品であるため、少なくとも90年間は高止まりしている」とワンテナー氏は述べた。ただし、ガラスはエネルギー集約型の製品であり、それが大きなコスト要因であり、中国がガラス生産を独占している理由の80つである。ワンテナー氏は、中国がソーラーガラス市場の「約XNUMX％」を占めていると推定しており、これはPVモジュールのシェアXNUMX％よりも高い。
両面
ワンテナー氏は、他の要素がよりコスト効率が良くなり、通常はガラスの前面とポリマーのバックシートを組み合わせたものではなく、両面にガラスを備えた両面モジュールのトレンドが強まるにつれて、将来的にはモジュールコストに占めるガラスの割合が大きくなると考えています。
「中国の製造業の生産量を見ると、最近、両面レーザーの市場シェアは50％を超えており、今後も成長を続け、75年にはおそらく2030％に達するだろう」とアナリストは述べた。
両面ガラスモジュールでは、通常、2 mm のガラス板を 1.6 枚使用しますが、従来のパネルでは 3.2 mm のガラスが使用されています。薄いガラスを使用すると、異なる熱強化プロセスが必要になる場合があり、品質に影響する可能性があります。
ガラス対ガラスのトレンドは、モジュールの耐久性に関して、米国エネルギー省（DOE）の国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の研究者が調査しているものだ。
「非常に薄いガラスは輸送や物流に最適化されており、必ずしも現場での耐久性能に最適化されているわけではありません」と、NREL で PV 信頼性およびシステム性能グループを管理し、DOE が資金提供する耐久性モジュール材料 (Duramat) 研究コンソーシアムの責任者を務めるテレサ・バーンズ氏は語る。
「歴史的に、シリコンPVモジュールはロール状のテクスチャー加工されたカバーガラスで作られてきましたが、薄膜では厚さ2mmまたは3mmのアンチモンを含まないフロートガラスが使われてきました」とバーンズ氏は言う。「さらに薄くすることも可能ですが、熱処理プロセスがあるため、より困難です。」
北米市場向けに製造されたガラス材料には、他の地域とは異なる機械的要件がある可能性があります。
「雹などの異常気象は、米国のモジュールにはより厚い強化ガラスが必要になることを意味する可能性がある」とバーンズ氏は語った。
ヨーロッパからも同様のシグナルが発信されています。
「ここではニッチ市場を見つけるのがトレンドだ」と、インドのボロシルが所有するドイツのガラスメーカー、インターフロートのマネージングディレクター、マーティン・ツッグ氏は言う。「ニッチ市場を見つけるのは難しいが、メーカーはますます新しいニッチ市場を開発している。その中には、より厚いガラスを必要とする耐雹性パネル、屋根一体型モジュール、建物一体型PVアプリケーションなどがある」
インターフロートは、年間 2 GW のモジュールに十分な低鉄、高透過率のテクスチャ加工ソーラーガラスを生産しています。同社は、従来型だけでなくカスタムおよび特別リクエストの寸法で、厚さ 2 mm から 6 mm のガラスを製造しています。
より厚いガラスを使用することで、地元のガラス製造業者に市場機会がもたらされ、輸送関連のコストが削減される可能性があります。
「ガラスは輸送コストの高い素材です」とNRELのバーンズ氏は言う。「物流費、輸送費、保管費はすべてPVモジュール製造業者が負担します。」
第一太陽効果
米国に本拠を置く薄膜太陽光発電大手ファースト・ソーラーは、13年2023月時点で25GWの運用出力で生産能力を拡大しており、2026年には世界で年間定格生産能力を14GWにまで拡大する計画で、そのうちXNUMXGWは米国内である。
この拡大軌道は、薄膜モジュールに必要なフロートガラスを供給するためのガラス業界の投資を促している。米国では、製造業者のNSGグループとビトロ・アーキテクチュラル・グラスがファースト・ソーラーに供給するための専用ラインの契約と計画を発表した。
ファースト・ソーラーが最近3.3GWのシリーズ7モジュール工場を開設したインドでは、フランスの素材会社サンゴバンがアメリカのメーカーに供給するためにタミル・ナドゥ州の工場で生産を開始すると報じられている。
NSGは2023年2025月、ファーストソーラーへの供給のためオハイオ州に透明導電性酸化物（TCO）コーティングガラスの生産能力を追加すると発表し、25年初頭の移転を計画している。NSGはXNUMX年以上にわたり、薄膜PV用のTCOコーティングガラスを生産している。
「太陽光発電市場は毎年拡大している。資本も資源も増えている」とNSGの北米建築用ガラスおよび太陽光発電製品グループを率いるスティーブン・ワイドナー氏は言う。「これは世界規模で見られることだ」
太陽光発電用ガラスの重要性は高まっています。「10年前はほぼゼロでしたが、今では北米の板ガラス市場の総供給量の10～15％を占めるまでになりました」とワイドナー氏は語ります。「当社の目標は市場とともに成長することです。つまり、[2024年]末までに北米に太陽光発電セグメント専用のフロートラインをXNUMXつ、ベトナムにさらにXNUMXつのライン、マレーシアにもXNUMXつのラインを建設することになります。マレーシアは以前、建築用ガラスからTCOに転換しました。」
ビトロ・アーキテクチュラル・グラスもファースト・ソーラーへの供給のため米国での能力増強を進めている。同社は2023年XNUMX月、ファースト・ソーラーとの契約拡大とペンシルバニア州の工場への投資計画、および既存のPVガラス施設の改造を発表した。同社は声明で、米国での「ニアショアリング」効果により、ソーラーガラス事業が「大幅に成長する」と予想していると述べた。
IRAの影響
ファーストソーラーとその拡大するガラスサプライチェーンに影響を与えるだけでなく、米国インフレ削減法（IRA）などの政策も結晶シリコン製造への投資を促し、カナダからの新規参入企業であるカナディアン・プレミアム・サンド（CPS）がソーラーパネルガラスプロジェクトを発表するきっかけとなった。CPSはマニトバ州セルカークに工場を建設し、年間1.8GWのソーラーパネルに十分な量の4mm～6mmのガラスモジュールカバーを生産する計画だ。
「太陽光パネル製造サプライチェーンの米国回帰により、北米地域での太陽光パターンガラスの需要は100年までに2030GW近くに達すると予測している」とCPSの企業開発部門を率いるアンシュル・ヴィシャル氏は述べた。
同社は、スイスのモジュール製造会社マイヤー・バーガー、カナダのヘリーン、韓国のハンファ傘下のQセルズなどとのオフテイク契約を発表した。ヴィシャル氏によると、その他の潜在的なパターン化ソーラーガラス顧客とのさらなるオフテイク協議が進行中で、建設前に100%契約状態に達する予定だという。
CPS統合ガラスプロジェクトには、工場の建設と珪砂用地の開発に880億639万カナダドル（2026億XNUMX万ドル）の投資が必要だ。計画には、反射防止および防汚コーティングラインを含む強化およびパターン加工されたソーラーガラスの複数のラインが含まれており、XNUMX年に稼働開始予定。
「これは州政府と連邦政府の両方から承認されたプロジェクトであり、環境許可も取得済みです」とヴィシャル氏は語った。「私たちはヨーロッパで砂の材料をテストしたところ、シンプルで低コスト、そして環境に配慮したプロセスを使用して、パターン化されたソーラーガラスグレードの仕様に精製できることが確認されました。」
CPSはマニトバ州のエネルギーミックスを活用して低COを実現できる。2排出ガスゼロの水力発電と風力発電。北米自由貿易協定の圏内にあり、顧客から陸路で3～4日かかる場所にあるため、輸送が簡単で混乱の可能性も少ないなど、立地による利点もあるとヴィシャル氏は言う。
CPS プラントの建設はコンソーシアムに委託されています。このコンソーシアムには、米国に拠点を置く国際ガラスプラント請負業者 Henry F. Teichmann、フランスに拠点を置く産業エンジニアリング会社 Fives Group、イタリアのガラス製造機器サプライヤー Bottero、および鉱物処理機器プロバイダー Elrus Aggregate Systems と土木エンジニアリング会社 PCL Constructors の 2 つのカナダ企業が参加しています。
再生ガラス
CPS と同様に、5 年前に建設されたソーラーサイクルの計画された発電所は、モジュール換算で 6 GW から XNUMX GW の発電能力を持つ年間容量を備えていますが、リサイクルガラスを使用しています。使用済み結晶シリコンパネルから回収されたリサイクル材料を使用するということは、回収されたガラスが適切な化学組成を持っていることを意味します。ソーラーサイクルの Vinje 氏の見解では、これはすでに鉄分の少ない材料であり、エネルギー需要と炭素の含有率を削減します。
「これは米国市場に建設される初の低鉄ロールガラス工場です」と最高執行責任者は述べた。「現在、国際的なガラス加工機器サプライヤーからオファーを受けており、エンジニアリング、建設、および複数のサブシステムの契約については米国を拠点とするサプライヤーと交渉中です。」
建設中なのは、熱間および冷間処理セグメントを備えた 800 メートルの長さのパターンガラス生産ラインです。このラインには、燃料消費量を削減するために排気ガスを再利用する特別に設計されたクロスファイア再生炉構造、熱間圧延処理装置、および二重および単一ガラスモジュール用のガラスを製造するために必要な切断、研磨、ガラス強化、およびその他の冷間最終処理ステップが含まれます。
リサイクル材料の使用から利益を得ようとしているガラス供給業者はソーラーサイクルだけではない。カナダのCPSも、外部から回収したガラスカレットを自社製品に使用する計画があると述べており、日本のAGCやサンゴバンなどもプロジェクトを発表している。
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ソースから 太陽光発電マガジン
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