STPV - HS15

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C. B.
Diese Lernkarten behandeln fortgeschrittene Themen der Photovoltaik-Industrie und sind für Studierende an Universitäten geeignet. Sie decken Aspekte wie Produktionsprozesse, Technologien, Kosten und Marktentwicklungen ab, wobei Schlüsselbegriffe wie Module, Durchsatz, Energiemix und Zukunftsaussichten eine zentrale Rolle spielen. Besonders nützlich sind sie für Studierende der Ingenieurwissenschaften, die sich mit erneuerbaren Energien und industriellen Produktionsverfahren auseinandersetzen.
Karten
35
Lernende
8
Sprache
Deutsch
Kategorie
Technik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
25.10.2015 / 01.11.2016

Lernkarten

In den meisten Ländern ist der Höhepunkt der Ölförderungen überschritten und die Produktion ist fallend

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PV-Industrie nicht so stark vom Ölmarkt abhängig

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Abhängigkeit von Grosstaten an Öl gross

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Neue Fördertechnologien ermöglichen Nordamerika die Ölproduktion zu steigern

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Energiehunger wächst. Entwicklungsländer auf dem Vormarsch

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Heutiger Energiemix (weltweit)

Wasser 7% andere eneuerbaren 2%

Kohle, Naturgas, und Öl als Hauptenergiequellen (87%)

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Energiemix 2030

Konventionelle Energieträger werden bis 2030 dominieren

Öl wird bis 2030 an relativer Bedeutung verlieren (Gas wird wichtiger)

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Weltweite Stromquellen

Hauptsächlich kohle verbrennen

Danach erneuerbare (vor allem Wasserkraft) + Gas

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Solarenergie wird ab 2050 eine führende Rolle im globalen Energiemix einnehmen

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Ab 2040 werden erneuerbare Energien die dominante Rolle im Strommix übernehmen

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Trotz dem dynamischen Wachstum an erneuerbaren Energien bleibt der Zuwachs an konventionellen Kraftwerken grösser

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China & Indien treiben die Energienachfrage 

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Global sinkende Energieintensität = Weniger Öl pro 1000$ Bruttoinlandprodukt

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Elektromotoren sind der grösste Verbraucher von Elektrizität.

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Die globalen PV-Märkte werden stark weiter wachsen. Die Politik dürfte jedoch
in den nächsten Jahren weiterhin der steuernde Faktor bleiben.

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Der Anteil an den weltweit installierten PV-Kapazitäten werden sich weg von
Europa (heute ca. 50%) hin zu Asien und Amerika verschieben.

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Die kristalline Technologie (Siliziumbasis) ist die momentan dominante Technologie und wird dies auch mittelfristig bleiben.

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Der Aufwand zur Herstellung von kristallinen Modulen umfasst viele Prozessschritte und
ist dementsprechend aufwändig. Die Phase der Automatisierung und
Industrialisierung ist noch längst nicht vorüber (Verbesserungspotenzial!).

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Die Wertschöpfungskette bei Dünnfilm umfasst weniger Prozessschritte, verlangt
jedoch teureres Equipment

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Massive Überkapazitäten haben die PV-Industrie in eine tiefe Krise gestürzt.

 

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Überkapazitäten und verbesserte Verfahrenstechnologien
liessen die Preise für Bestandteile von PV-Modulen einbrechen.

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Durch die stark fallenden Modulpreise kommen die «Installationskosten» immer mehr in Fokus.

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Aufgrund der Krise wurden Investitionen zurückgestellt. (book to bill ration kleiner 1)

 

--> Das Book-to-bill-Ratio ist ein wirtschaftlicher Indikator, welcher das Verhältnis vom Auftragseingang zum Umsatz innerhalb eines definierten Zeitraumes (meist monatlich oder über drei Monate) ausdrückt. 

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Momentan mehrheitlich drei Arten von Förderungen

  • Einspeisevergütungen (gesetzlich garantierte vergütungen)
  • Investitionsförderungen (subventionen)
  • Investitionsfreibeträge (steuervergünstigung, günstige zinsen,

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Mit jeder Verdoppelung des abgesetzten Modulvolumes sind die Preise um rund 20% zurückgegangen ...

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Produktionstechnologie wird in Zukunft am meisten helfen, die Kosten zu senken.

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Auf allen Stufen der Wertschöpfung lassen sich noch Kosten reduzieren.

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Siliziumproduktion wird von einer Änderung hin zum FBR-Verfahren ausgegangen (Flussbettreaktorverfahren)

--> tieferer Reinheitsgrad, abe deutlich geringerer Energieaufwand

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Um Skaleneffekte zu erzielen werden die Ingots in der Siliziumproduktion immer grösser

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Waferomgverfajrem

Diamantdraht wird sich in Zukunft durchsetzten. Dies auch, weil Mono-Si einen grösseren Anteil einnehmen wird.

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Der Durchsatz sowohl bei der Kristallzucht, wie auch bei den Waferingverfahren
(besonders diamantdraht-basierten) deutlich zunehmen.

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Sowohl beim Prozessschritt Stringing, wie auch Lamination werden deutliche Steigerungen beim Durchsatz erwartet.

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neuere Zellkonzepte

n-type Silizium als
Basismaterial (p-dotierter
Emitter)

Höhere Toleranz gegenüber
Verunreinigungen

tiefere lichtbedingte
Degradation

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Trends in der PV-Industrie – Vertikal integrierte Gigawattfabs

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Grössere Produktionskapazitäten verlangen neue/andere
Produktionskonzepte.

Integrierte Produktion:
Vorteile:
Bessere Kapazitätsausnutzung
Weniger Platzbedarf

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