Interview in pv magazine: Fahrzeugintegrierte Solarmodule in Produktion

Die Herstellung von Solarprodukten für die Integration in eine Reihe von Elektrofahrzeugen wird ein grundlegend neuer Entwicklungs- und Produktionsprozess sein, sagt Robert Händel, der CEO und Gründer von OPES Solutions. Der Hersteller für netzunabhängige und solare Mobilität hat seine ersten beiden fahrzeugintegrierten Photovoltaik-Module (VIPV) entwickelt und bereitet sich auf die kommenden Marktchancen vor.

Als wir das letzte Mal miteinander sprachen, arbeiteten Sie im Bereich der netzunabhängigen Photovoltaik und stellten Module für solare Straßenlaternen her. Wie würden Sie den aktuellen Schwerpunkt des Unternehmens beschreiben?

Robert Händel: Wir sind immer noch in der solaren Straßenbeleuchtung tätig und arbeiten mit Marktführern zusammen. Im Allgemeinen stellen wir kundenspezifische Solarmodule her, und haben seit Beginn des Unternehmens mehr als 7 Millionen Module produziert. Alle unsere Module sind für Batteriesysteme bestimmt – wir nennen es das Segment der „Selbstladenden Geräte“. Dann haben wir Kunden im Segment „Netzunabhängige Energie“ mit Pay-as-you-go Services. Die Fahrzeugintegration bzw. „Nachhaltige Mobilität“ ist ein neues Segment, das sich gerade entwickelt – er funktioniert etwas anders.

Wie haben Sie mit fahrzeugintegrierter Photovoltaik (VIPV) angefangen?

Wir haben [mit VIPV] vor vier bis fünf Jahren mit Forschungsprojekten zusammen mit Fraunhofer CSP begonnen. Aus unserer Sicht ist das Segment enorm relevant. [In EVs] gibt es eine Batterie und Solar, was bedeutet, dass OPES Solutions genau richtig ist. Außerdem verfügen Fahrzeuge wenn man alle zusammenzählt über ein großes Flächenpotential.

Unser Ansatz aus technischer Sicht ist, dass wir unabhängig von Solarzellen sind – wir können n-Typ, TOPCon, PERC mono verwenden. Und wir versuchen, diese Zellen für die anspruchsvollen Bedingungen in der Fahrzeugumgebung tauglich zu machen – Vibrationen, Stöße, gebogene 3D-Oberflächen, Verschaltungen. Wir haben daran gearbeitet und können nun die ersten marktreifen Produkte vorlegen.

Wie sind Sie bei der Herstellung vorgegangen, um diese Herausforderungen zu meistern?

Im Vergleich zur Standard-Modulindustrie ist unser gesamtes Geschäft ganz anders – Solar ist eine Komponente. Im Fahrzeugsektor ist es etwas komplizierter, weil die Bedingungen neu sind, es viele Regularien gibt und es einen längeren Entwicklungsprozess. In der Regel arbeitet man mit Instituten, der Fahrzeugindustrie und verschiedenen Partnern wie Zulieferern zusammen. Es ist ein komplexer Prozess.

Ich kann mir vorstellen, dass es sich um eine andere Art der Produktion handelt. Bei der normalen Modulproduktion geht es darum, die Kosten kontinuierlich zu senken und große Produktionsmengen zu erreichen. Wie würden Sie die Herausforderungen bei der VIPV-Produktion im Vergleich dazu beschreiben?

Es ist eine ganz andere Branche. Man muss schnell von der manuellen Produktion zur Herstellung von Mustern und zur Pilotproduktion übergehen und dann Station für Station die Automatisierung entwickeln. Wenn man in der Großproduktion ist, wie wir es im Segment der Leihräder sind, ist die Produktionslinie vollautomatisiert – in diesem Fall ein 6W FR4 Module. Diese Kompetenz kann man nur erreichen, wenn man dauerhaft, mehrere Produkte gleichzeitig herstellt.

Man muss teilweise eigene Produktionsanlagen entwickeln oder bestehende Anlagen modifizieren, sie schnell in Betrieb nehmen und sicherstellen, dass sie optimal funktionieren. Das ist unsere Kernkompetenz, und wir bringen sie in den fahrzeugintegrierten PV-Sektor ein. Am Ende wird es nicht nur ein VIPV-Modul geben, sondern viele, teilweise mit 3D-Elementen oder flexible Module.

Wir haben eine Lieferkette aufgebaut, die nicht nur von einer PV-Quelle abhängig ist. Wir verwenden zu 95 % Standardzellen aus der PV-Industrie und machen diese für das Segment fit, weil wir dann auch von den kontinuierlichen Effizienzsteigerungen profitieren, die von der PV-Industrie als Ganzes vorangetrieben werden – und nicht an einer spezifischen Technologie auf Zellebene nur für Fahrzeuge arbeiten und diese dann skalieren müssen.

Sind Dünnschicht-Zellen geeignet oder sind Sie eher von kristallinem Silizium überzeugt?

Wir versuchen, die Nachteile der kristallinen Zellen zu überwinden.

Wie in: sie lieben es zu brechen?

Sie lieben es, zu brechen. Und man muss sie wirklich so einbetten, dass sie das nicht tun – und es gibt Lösungen, die wir bereits verwenden. Man kann kristalline Zellen tatsächlich ziemlich weit verbiegen, und wir führen harte Vibrationstests durch, und sie überleben und überleben gut. Wir haben auch große Fortschritte bei der Homogenität gemacht, und bei Zellen mit Back-Contact Zellen hat man dieses schöne schwarze Aussehen. Wir haben es geschafft, dass die Zellen gleich aussehen, wenn man die Busbars mit schwarzem UV-Druck bedruckt, und können so sehr homogene Module auf der Basis von Standardzellen liefern.

Wie arbeiten Sie bei der Produktionsequipment mit Ihren Partnern an Anlagen, die einen hohen Durchsatz ermöglichen und gleichzeitig flexibel sind?

Einige Anlagen kaufen wir oder entwickeln sie zusammen mit Anlagenherstellern, während wir andere von Grund auf neu entwickeln. So haben wir zum Beispiel eine vollautomatische und flexible Rahmenmaschine für 20- bis 200-Watt-Module, die wir komplett selbst entwickelt haben. Wir haben zum Beispiel einen Automobilhersteller als Partner und liefern sowohl das Solarmodul für die Integration als auch die halbautomatische Produktionslinie, um es in ihre Linie zu integrieren und auf das Fahrzeug aufzubringen.

Zurück zum Gesamtbild mit VIPV und der Erschließung des Mobilitätssektors für die Solarindustrie: Was ist Ihre Botschaft zu dieser Chance und was kann getan werden, um diese Chance zu nutzen?

Was das Potenzial angeht, so zeigt Kalkulation, dass wir bei einer Ausstattung von 30 % der Busse, Lastwagen und Sattelanhänger mit Solarenergie bei 6 bis 7 GW pro Jahr liegen. Ich glaube nicht, dass es sich dabei um die GW-Inline-Produktion handeln wird, wie wir sie aus der PV-Industrie kennen, sondern eher um mittelgroße Unternehmen, die zu den klassischen Zulieferern der Automobilindustrie werden.

Die Autoindustrie arbeitet mit vielen Zulieferern zusammen, und es gibt einen neuen Sektor mit PV als Fahrzeugteile. In diesem Zusammenhang ist die Fähigkeit gefragt, von der Forschung und Entwicklung über die Pilotphase bis hin zur Massenproduktion mit hoher Geschwindigkeit voranzukommen. Dies erfordert eine hohe Innovationsrate und eine enge Zusammenarbeit zwischen Material-, Komponenten- und Solarunternehmen, also ein neues Ökosystem. Aber es wird sich nicht um eine kleine Nische handeln.