Padronização de tamanho de painéis solares traz vantagem para o consumidor

Oito importantes empresas de energia solar se uniram para propor, de forma conjunta, a padronização dos tamanhos de wafers de silício de 210 mm e dos painéis na indústria fotovoltaica. Trina Solar, Risen Energy, Zhonghuan Semiconductor, Tongwei, Huansheng Photovoltaic, Runyang New Energy Technology, Canadian Solar e Wuxi Shangji Automation sugeriram que o tamanho de wafers acompanhasse o padrão Semi, com os tamanhos dentro da faixa 210-220 mm: 210+/-0.25mm. Simultaneamente, as empresas propuseram a revisão do Semi e dos tamanhos existentes de painéis de acordo com o tamanho do wafer.

A medida tem embasamento técnico. A Somarzoom – consultoria global no mercado fotovoltaico – constatou que as oito empresas tiveram performances excepcionais na produção de silício, wafers, células, painéis, equipamentos, suportes etc., atingindo a mais alta tecnologia e capacidade de fabricação. Por isso a padronização é muito importante dentro da indústria.

Desde 2019, o processo de redução de custos da indústria fotovoltaica entrou em uma nova fase com wafers, células e painéis de silício de grande porte. As vantagens desses componentes de grande dimensão são bem conhecidas e resultam em redução de custos dos equipamentos e diminuição do BOS (balanço do sistema). São três grandes vantagens: ganhos no valor de fluxo, no chamado efeito dumpling e economia no custo por bloco.

O ganho em valor de fluxo se refere ao aumento da capacidade de produção com os elementos de grandes dimensões. Isso reduz o custo de mão de obra, da depreciação e os gastos operacionais, administrativos e financeiros por unidade fabricada.

O efeito dumpling está ligado ao barateamento do transporte e do encapsulamento das células com o uso dos wafers de grande porte, já que ocorre economia de materiais na fabricação. O benefício gerado pelo aumento na área dos painéis promovido pelos wafers de 210 mm compensa com a maior quantidade de peças, como molduras, vidros, EVA, bus bars, páletes e embalagens.

Já a economia no custo por blocos se refere às vantagens dos painéis de 210 mm em relação aos custos dos equipamentos elétricos necessários, como caixa de junção, caixa de combinação e cabos, além das despesas com montagem e instalação. Os gastos nesse processo estão diretamente ligados à quantidade de módulos, portanto o aumento na área dos painéis com a padronização para 210 mm amplia a área de absorção de luz e a potência, o que reduz bastante o custo de produção de módulo por watt e o investimento na construção da central elétrica.

Com a padronização do wafer de silício e painéis de 210 mm, a cadeia passa a ter um importante ganho em escala. Fabricantes e fornecedores conseguem melhorar sua eficiência de produção de forma significativa, otimizando o fornecimento e impulsionando inovações tecnológicas. Também reduzem os custos de fabricação, o investimento inicial e o LCOE (custo nivelado de energia) da geração de potência, para alcançar a paridade de rede.

A proposta para os produtos de 210 mm é a primeira tentativa da indústria de padronizar toda a cadeia industrial, incluindo produtos relacionados aos painéis. Essa iniciativa parte não só dos fabricantes, mas também do ponto de vista dos usuários. O tamanho unificado do painel resolve diversas preocupações dos consumidores, além de reduzir incertezas no design e melhorar o acerto na escolha de estruturas de racking, inversores, cabos, caixas combinadoras etc. Também facilita a instalação dos módulos e diminui os custos EPC.

Com a padronização, um investidor que tiver várias usinas em construção terá maior flexibilidade na compra dos painéis. O empreendedor pode fazer a implantação flexibilizada entre projetos ou entre cada processo de compra de materiais, de acordo com a tensão do projeto, sem afetar a conexão à rede.

O tamanho padronizado também simplifica a furação para montagem do racking e agiliza o avanço do projeto. Se a usina precisar ter sua capacidade diminuída no futuro, a estrutura de racking poderá ser reaproveitada em outra usina.

Vantagens também na operação e manutenção das centrais elétricas, com a exigência de um menor estoque de peças reservas (como painéis, fusíveis e cabos) e maior facilidade para o uso de robôs de limpeza. A padronização também garante precisão durante a instalação, diminuindo a chance de haver retrabalho, potenciais danos ou impactos no desempenho dos painéis.

A importância da iniciativa também surge no design de inversores, da estrutura de racking e dos rastreadores solares, assim como no financiamento do armazenamento. A redução de custos da indústria fotovoltaica e o aumento na competitividade dos preços do armazenamento por killowatt-hora serão, inevitavelmente, acompanhados pela padronização por um longo tempo. Com as vantagens significativas trazidas pelos módulos de alta potência (acima de 600 W), os gestores das usinas de energia solar terão enormes benefícios com a padronização.

Para os fornecedores, a padronização é fundamental para baixar os custos. Fabricantes de vidro, wafers de silício, caixas de junção e outros componentes terão uma redução significativa nas perdas de material com a troca de linhas de produção e com o custo de inventário para as diferentes especificações.

A grande variedade existente de tamanhos para os painéis fotovoltaicos gera um aumento de custos diretos e indiretos. Mesmo quando o fornecimento de vidro fica escasso, a indústria perde mais de 1 milhão de metros quadrados de capacidade de produção todo mês por causa das mudanças entre tamanhos e especificações de produtos. Além disso, centenas de milhares de metros quadrados de vidro viram estoque ocioso quando há o cancelamento de pedidos de consumidores.

Além disso, os fabricantes precisam ter em estoque uma variedade de especificações de vidro que não podem ser reutilizados em produtos com especificações diferentes, trazendo muitos custos de estoque e afetando a capacidade de fornecimento e tempo de entrega. A padronização melhora a gestão de estoque de vidro e de diversos outros componentes, como backplane, EVA, caixa de junção e outros materiais sem o uso de silício.

O processo industrial de fabricação também ganha com a padronização, como no processo de corte de wafers de silício, produção de células e manufatura de painéis. Mesmo que o equipamento seja compatível, cada configuração de painel ou célula usa diferentes ferramentas e equipamentos – o custo das ferramentas varia de R$ 4 milhões a R$ 6 milhões para cada GW. O maior impacto é na perda de capacidade de produção na hora da troca de configuração na linha de montagem. Esse processo leva de 10 a 12 horas. Além da perda de rendimento e eficiência, o custo de cada mudança desse tipo é alto – de R$ 2,50 a R$ 4,20 para cada watt.

Os painéis e soluções de sistemas no padrão de 210 mm têm vantagens significativas em materiais, design, processo e sistema. Com a padronização, a cadeia industrial irá alcançar um melhor efeito de escala, melhorando a eficiência e reduzindo o custo de fabricação, o investimento inicial e o LCOE. Toda a cadeia produtiva poderá trabalhar junta para criar produtos com mais qualidade, trazendo maior valor para os consumidores. Essa é uma iniciativa muito importante para a indústria e para os clientes.