Solarpower und Silicon Valley: Meine Reise zur PV Cell Tech 2023

San Francisco, die Stadt der Golden Gate Bridge, des Silicon Valley und der diesjährigen PV CellTech 2023, der jährlichen Konferenz für Hersteller von Solarzellen und -modulen. Als Senior Sales Manager für MES (Manufacturing Execution Systems) für die Produktionssteuerung in der Photovoltaikindustrie (PV) und als Enthusiast für erneuerbare Energien war ich sehr gespannt auf die Neuigkeiten aus der Solarbranche. Schließlich versprach diese Konferenz Einblicke in die neuesten Entwicklungen und Herausforderungen der PV-Industrie. Und wenn sich die Gelegenheit bietet, in San Francisco zu sein, wer kann da schon nein sagen?

Die PV CellTech ist der Hotspot für PV-Fachleute in den USA. Nachdem mit dem Inflation Reduction Act (IRA) Anreize für die PV-Industrie geschaffen wurden, die zum Ausbau bestehender Produktionskapazitäten und zur Ansiedlung neuer Unternehmen in den USA führen, war die Konferenz der perfekte Ort, um herauszufinden, wie diese Pläne in den nächsten Jahren in die Tat umgesetzt werden. Als Softwareanbieter von MES-Lösungen sind wir ein wichtiger Baustein in der gesamten Produktionskette vom Rohsilizium bis hin zu Wafern, Solarzellen und -modulen. Daher war es für mich wichtig, die aktuellen Entwicklungen und Herausforderungen der Branche aus erster Hand zu erfahren.

Die Konferenz hat meine Erwartungen insgesamt übertroffen. Sie war sehr gut organisiert und bot ein abwechslungsreiches Rahmenprogramm mit vielen Möglichkeiten zum Networking mit etablierten Partnern der Branche und zum Kennenlernen neuer Akteure in der PV-Welt. Die Anwesenheit innovativer Unternehmen aus dem Silicon Valley, darunter auch Start-ups, sorgte für eine inspirierende Atmosphäre und spannende Diskussionen.

Die Schlüsselrolle der Solarzellenproduktion

Eine wichtige Erkenntnis der Konferenz war die zentrale Bedeutung der Solarzellenproduktion in der Wertschöpfungskette der Solarindustrie. Die Herstellung qualitativ hochwertiger Solarzellen steht im Mittelpunkt des Interesses, da die Beherrschung der technologischen Herstellungsprozesse zu dem wichtigsten Baustein für die Effizienz der finalen Solarmodule ist. Übereinstimmend wurde dies als ein entscheidender Faktor für den Erfolg und die Innovationsfähigkeit eines PV-Unternehmens benannt. Gleichzeitig wird damit eine Unabhängigkeit von Solarzellenproduzenten aus Asien ermöglicht und lässt für die Zukunft spannende Entwicklungen erwarten. Ich freue mich besonders, dass wir mit unserem FabEagle®MES die ideale Möglichkeit bieten, diese Hersteller bei der effizienten Produktion der Zellen zu unterstützen. Das Ziel einiger bereits in den USA tätigen Solarmodulhersteller ist es, in den kommenden Jahren in die Produktion von Solarzellen einzusteigen, zunächst aber mit Technologie und Maschinen aus Asien. 

Spannende Präsentationen und Gespräche

Besonders aufschlussreich waren die Präsentationen asiatischer PV-Hersteller wie Tongwei Solar, Trina und Longi. Sie gaben einen Einblick in die bereits bestehenden riesigen Produktionskapazitäten und ihre weiterhin ehrgeizigen Wachstumspläne. Es wurde eindrucksvoll dargestellt, dass sie in die gesamte Wertschöpfungskette von der Gewinnung der Ausgangsrohstoffe wie Rohsilizium, Glas und Aluminium bis zur Endmontage der Solarmodule integriert und in allen Bereichen führend in Technologie und Anlagenbau sind.

Die Konferenzteilnehmer bestätigten, dass diese Unternehmen in der Lage sind, Solarmodule zu einem Bruchteil der Kosten europäischer Hersteller zu produzieren, sicherlich auch dank staatlicher Förderung. Während sie das Watt/Peak für knapp 17 Cent verkaufen können, kosten in Europa hergestellte Module teilweise fast das Dreifache. Diese erheblichen Preisunterschiede verdeutlichen die Herausforderungen, vor denen nicht nur die US-amerikanische, sondern auch die europäische Solarindustrie steht.

Neben den etablierten Herstellern rückten auch neue Technologien und Produktionsverfahren in den Fokus. Ein Beispiel ist die Firma NexWafe, die an einem innovativen Epitaxieverfahren arbeitet, um Wafer energiesparend und kostengünstig herzustellen. Diese Technologie könnte dazu beitragen, die Produktionskosten weiter zu senken und gleichzeitig den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen.

Ich hatte die Gelegenheit, mit einigen einflussreichen Vertretern der Branche zu sprechen. Ihre Perspektiven und Visionen für die Zukunft der Photovoltaik-Industrie waren äußerst spannend und kündigen weitere positive Entwicklungen auch außerhalb Asiens an.

Dominanz asiatischer Hersteller auf dem Markt

Der aktuelle Markt für Solarzellen wird von asiatischen Herstellern dominiert, die im Laufe der Jahre ein beeindruckendes Know-how und Produktionskapazitäten aufgebaut haben. Diese Unternehmen haben sich zu wahren Giganten entwickelt und dominieren die weltweite Photovoltaikindustrie. Im übrigen Teil der Welt gibt es derzeit nur wenige, meist spezialisierte Unternehmen, die da mithalten können oder sich derzeit auf die Produktion von Solarmodulen beschränken.

Herausforderungen für Produktion und Arbeitsmarkt

Eine weitere große Herausforderung, die auf der PV CellTech diskutiert wurde, war die Konzentration der Hersteller von Produktionsmaschinen in China. Dies betraf die gesamte Produktionskette von Maschinen zur Herstellung von Polysilizium über Ingots und Wafer bis hin zu Zellen und teilweise sogar Solarmodulen. Die Diskussion über die Diversifizierung der Fertigungsmöglichkeiten und die Sicherung der Lieferketten war lebhaft. Gleichzeitig wurde deutlich, wie schwierig es für die Branche ist, hochqualifizierte Fachkräfte zu finden, insbesondere angesichts der wachsenden Konkurrenz durch die expandierende Halbleiterindustrie.

Europäische und asiatische Investitionen: Der Einfluss des Inflation Reduction Act (IRA)

Der Inflation Reduction Act (IRA) hat die Bedingungen für die Photovoltaik-Industrie in den USA drastisch verändert. Dieses Gesetz hat Investitionen europäischer und asiatischer Hersteller wie Meyer Burger, 3sun, Q-Cells und Trina in den USA ausgelöst. Diese Investitionen sind ein wichtiger Schritt zur Marktdiversifizierung und zur Verringerung der Abhängigkeit von asiatischen Lieferanten.

Nun stellt sich die Frage, wie nachhaltig diese Investitionen sind und ob die neuen Akteure in der Lage sind, mit den etablierten asiatischen Herstellern zu konkurrieren. Dabei geht es nicht nur um die Produktion für den lokalen US-Markt, sondern auch um den ehrgeizigen Schritt, Solarmodule international zu exportieren und damit den Weltmarktanteil zu erhöhen.

Mit unserem FabEagle®MES unterstützen wir dieses Ziel nicht nur mit fortschrittlichen Lösungen zur Optimierung der Produktionsprozesse, sondern tragen auch dazu bei, die Effizienz der Hersteller zu steigern und Kosten zu senken, um auf dem Weltmarkt erfolgreich zu sein.

Effizienzsteigerung und Kostensenkung: Die Zukunft von Solarzellen und -modulen

Ein weiterer Trend, der auf der Konferenz diskutiert wurde, ist die stetige Steigerung des Wirkungsgrades von Solarzellen. Die Photovoltaikindustrie arbeitet daran, Sonnenenergie effizienter in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu wird unter anderem an Tandemsolarzellen, Perowskit-basierten Technologien und neuen Materialien geforscht, die den Wirkungsgrad von Solarzellen verbessern können.

Neben der Effizienzsteigerung sind auch Einsparpotenziale bei den Einzelkomponenten von Solarmodulen von großer Bedeutung. Ein herausragendes Beispiel ist die Technologie der Firma Origami Solar, die den energieintensiv hergestellten Aluminiumrahmen eines Moduls durch einen leichteren Stahlrahmen ersetzen. Diese Innovation verspricht nicht nur kostengünstigere Module, sondern auch eine Verringerung des ökologischen Fußabdrucks bei der Herstellung.

Technologische Trends und Herausforderungen

Auf der Konferenz wurden auch die technologischen Trends in der Solarindustrie diskutiert. Es wurde deutlich, dass herkömmliche Zelltechnologien auf Siliziumbasis an ihre Effizienzgrenzen stoßen. Dies hat zu verstärkten Bemühungen in Richtung der bereits genannten Tandem-Solarzellen geführt, die z.B. Perowskit verwenden, um die Leistung erheblich zu steigern. Allerdings bestehen noch Herausforderungen hinsichtlich Haltbarkeit und Langzeiteffizienz von Solarzellen mit dieser Technologie. Ihre Marktreife scheint, ähnlich wie bei der Energiegewinnung durch Kernfusion, noch einige Jahre in der Zukunft zu liegen.

Die Bedeutung von "Economy-of-Scale": Wachstum der Hersteller auf 3 GW Kapazität

Ein weiterer entscheidender Punkt für die Zukunft der Photovoltaikindustrie ist das Wachstum der Hersteller auf eine Mindestproduktionskapazität von 3 GW. Dies ist entscheidend, um die Kostenvorteile der "Economy-of-Scale" zu nutzen und Solarzellen und -module konkurrenzfähig produzieren zu können. Produktionskapazitäten oberhalb von 3 GW ermöglichen den Herstellern keine signifikanten Preisvorteile in der Produktion.

Neben der Teilnahme an der Konferenz hatte ich auch die Möglichkeit, Geschäftspartner außerhalb der PV zu treffen und unsere FabEagle® Produkte für die Elektronikfertigung Interessenten vorzustellen. Aus diesen Gesprächen ergaben sich spannende Möglichkeiten für zukünftige Projekte und Kooperationen.

Der Rückflug von San Francisco über München brachte eine unerwartete Überraschung. Beim Start erklärte uns der Pilot, dass wir heute nicht wie gewohnt direkt Kurs auf Deutschland nehmen könnten. Stattdessen mussten wir eine Extrarunde Richtung Pazifik fliegen, um nicht in die spektakuläre Flugshow über Alcatraz zu geraten. Dieser unerwartete Umweg bescherte uns einen atemberaubenden Blick auf die Golden Gate Bridge, Alcatraz und die faszinierende Flugshow.

Der Besuch der PV Cell Tech 2023 in San Francisco war sehr informativ und die weite Reise wert. Die Konferenz zeigte die wichtigsten Herausforderungen und Chancen der Solarindustrie auf und ist für uns ein entscheidender Wegweiser für die Weiterentwicklung unserer Produkte im Bereich Photovoltaik.

Die Bedeutung der Solarzellenproduktion und deren Effizienzoptimierung wurde in vielen Vorträgen und persönlichen Gesprächen deutlich. Ebenso wurde die anhaltende Abhängigkeit von China bei Schlüsselkomponenten thematisiert. Dennoch sind die technologischen Trends, insbesondere im Bereich der Tandemsolarzellen vielversprechend und werden zu größeren Schritten bei der Verbesserung des Wirkungsgrads von Solarmodulen führen.

Insgesamt war die Konferenz eine wichtige Gelegenheit mit bekannten und neuen Akteuren der PV-Branche ins Gespräch zu kommen und sich über die aktuellen Entwicklungen zu informieren. Es bleibt spannend zu beobachten, wie die Solarindustrie die vor ihr liegenden Herausforderungen meistern wird.