Determinação de aço para substituir o alumínio

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Da pv magazine 12/24-01/25

pv magazine: Como você começou com a Origami Solar?

Gregg Patterson: A única coisa em um sistema fotovoltaico que não mudou ou viu nenhuma inovação real nos mais de 60 anos de existência da energia solar é a estrutura do módulo. É o único componente em um projeto fotovoltaico inteiro que não passou por melhorias radicais ou inovação, e as reduções de custos só trouxeram perdas significativas de desempenho.

Vimos uma grande oportunidade aqui. Por muitas razões, que demonstramos, o aço é simplesmente uma solução melhor no geral para estruturas de módulos. Mas havia duas questões fundamentais a serem resolvidas: corrosão e peso. Porque o aço é muito mais pesado que o alumínio.

Se você pudesse resolver isso, o aço seria mais forte, mais resistente à fadiga, muito mais abundante e muito mais disponível regionalmente do que o alumínio. Ele oferece uma proposta de valor atraente.

Levou anos para descobrir, mas resolvemos ambos. A corrosão é resolvida porque há revestimentos anticorrosivos validados no mercado, usados ​​na construção civil e no setor automotivo, que são muito melhores do que a galvanização e também foram validados para projetos solares.

O peso foi o maior desafio técnico: usar muito pouco aço e atingir o desempenho estrutural necessário para uma estrutura modular. Foi daí que surgiu o nome Origami, porque você precisa criar uma seção transversal dobrada que atinja o desempenho estrutural e maximize a resistência usando muito pouco aço.

Olhando primeiro para o peso, como suas estruturas de aço se comparam aos produtos típicos de alumínio?

Eles não são iguais, mas entendemos o ganho de peso. Para um módulo que pesa 35 kg, adicionaremos cerca de 2 kg em comparação ao mesmo módulo com uma estrutura de alumínio – isso é para um módulo grande, do tipo usado na geração centralizada.

Estamos trabalhando com empresas de rastreadores e estantes e esse ganho de peso está no ruído. É irrelevante para o projeto e instalação, e o aço pode dobrar o desempenho estrutural. Isso é duas vezes a carga na qual um módulo quebra. Isso se traduz em classificações de vento e margens de segurança significativamente maiores.

Esse desempenho permite um custo geral muito menor. Os módulos aumentaram de tamanho em 44%, em média, nos últimos cinco anos, e os fabricantes que buscam cortar custos retiram de 35% a 40% do alumínio da estrutura, e estamos vendo quebras por todo lugar.

Para se adaptar, as empresas de rastreadores precisam usar trilhos mais longos e caros para compensar as fraquezas estruturais que as armações de alumínio estão apresentando. Essa é apenas uma solução parcial e não muito eficiente. Apenas transfere o custo do módulo para o sistema de montagem.

Uma estrutura melhor é a solução mais econômica e se você colocasse muito mais alumínio de volta nas estruturas, o aumento de custo seria substancial. O aço pode fazer isso de forma muito mais econômica.

No lado residencial, eles estão muito mais preocupados com o peso, mas um módulo residencial também é menor. Por enquanto, estamos focados no segmento de utilidade pública, mas estamos desenvolvendo uma estrutura residencial onde o ganho de peso, devido ao tamanho menor, será provavelmente de um quilo ou menos, e os engenheiros estão muito confortáveis ​​com isso.

Em que escala estão produzindo atualmente e qual é o plano para aumentar a escala?

Agora estamos construindo e criando esse mercado. Esperamos começar a enviar aos clientes no segundo trimestre de 2025.

Temos um pipeline de clientes com mais de 35 GW de capacidade anual nos EUA. Nossos clientes nos EUA estão internalizando o benefício de reduzir os riscos da cadeia de suprimentos, pegando o segundo ou terceiro componente mais caro de um módulo e aumentando o conteúdo nacional em 5-7% para os créditos fiscais, bem como para o desempenho que eles pode fornecer.

Eventos climáticos extremos e de vento estão se tornando mais comuns nos EUA e a capacidade de ter uma solução confiável e mais econômica do que reforçar os trilhos dos rastreadores está se mostrando uma combinação muito atraente.

Em termos de custo, onde você espera estar no início, em comparação com uma moldura de alumínio feito na China?

Estamos analisando a base de custo de importação em comparação com quadros importados, porque não há fornecimento doméstico de alumínio escalável ou econômico nos EUA. Já estamos praticamente em paridade de custos, mas estamos no topo da curva de redução de custos do aço, competindo com o ponto mais baixo da curva de redução de custos do alumínio.

A estrutura é uma das poucas coisas em um módulo que você pode instalar em terra, aumentar a confiança no fornecimento, reduzir a pegada de carbono e melhorar o desempenho sem ter que pagar um prêmio. É a fruta mais fácil de colher, pois as pessoas se adaptam a um risco menor e uma cadeia de fornecimento solar mais regionalizada.

Qual a importância da Lei de Redução da Inflação dos EUA para esses planos e quanto do interesse dos clientes que vocês já têm depende disso?

O IRA tem sido um importante impulsionador do crescimento da capacidade de fabricação de módulos fotovoltaicos dos EUA. No entanto, muitas dessas novas fábricas começaram a importar armações de alumínio principalmente do Sudeste Asiático. Com taxas e tarifas, muitos deles estão sendo detidos na alfândega dos EUA. As armações de alumínio são um dos pontos problemáticos do material, e os fabricantes estão percebendo que importá-las traz riscos significativos à cadeia de suprimentos e aos custos.

Tarifas e impostos parecem ser apoiados tanto pela esquerda quanto pela direita nos EUA. A redução de riscos na cadeia de suprimentos é provavelmente um dos fatores mais importantes para a adoção e ninguém espera que isso desapareça.

Uma parte significativa da capacidade de módulos que está sendo construída nos Estados Unidos vem de fornecedores asiáticos que estão se instalando lá. É mais difícil convencer essas empresas sobre o aço, já que elas podem estar mais estabelecidas e confortáveis ​​com estruturas de alumínio?

É surpreendente, o feedback dos players chineses tier 1 que estão se mudando para os EUA é muito positivo, acho que por vários motivos. Eles são muito sofisticados, entendem e, honestamente, muitos deles também têm tentado desenvolver estruturas de aço. Toda vez que apresentamos nossos resultados de testes de terceiros, mostrando o que fizemos em termos de desempenho com apenas um aumento de peso trivial, eles ficaram de queixo caído.

Estamos adotando uma abordagem holística, conversando com todos os principais desenvolvedores, todos os principais EPC [provedores de serviços de engenharia, aquisição e construção], para que todos sejam educados e se sintam confortáveis.

Estamos começando a ganhar força porque o desenvolvedor ou proprietário de ativos de um projeto tem muito mais foco no desempenho do início ao fim, no retorno do investimento do projeto e na redução potencial de custos. Eles estão muito mais interessados ​​na proposta de valor completa do que um fabricante de módulos que agora está realmente com uma mentalidade de redução de custos.

Estamos educando toda a indústria e está indo bem. Esperamos ter pelo menos dois, se não três, acordos de fornecimento nos próximos três meses com fabricantes de módulos, e esperamos que essa transição ganhe força muito rapidamente.

Você mencionou um pipeline de clientes de 35 GW – quão rápido você pode atingir esse tamanho?

Investimos por três anos e meio no desenvolvimento dessa estrutura otimizada e, nos últimos dois anos e meio, também desenvolvemos uma cadeia de suprimentos altamente escalável. Temos um relacionamento estratégico com os EUA. Aço e eles estão todos envolvidos, eles estão estrategicamente engajados e nos apoiando para uma solução de conteúdo nacional. E também estamos trabalhando em estreita colaboração com a Arcelor Mittal fora dos EUA.

O gargalo da escala é a capacidade de fabricação, a conformação por rolos. Ela é única porque nossa estrutura requer cerca de 40 estágios, ou 40 estações de conformação, para dobrar o aço em nossa seção transversal patenteada. Nosso modelo de negócios é terceirizar a conformação de rolos para os melhores fabricantes de aço da categoria, e desenvolvemos sistemas de fabricação prontos para uso que nossos fabricantes podem simplesmente comprar. Nós os vemos como parceiros estratégicos e, juntos, temos a capacidade de escalar rapidamente com um capex [despesa de capital] relativamente baixo.

Parece que vocês está bastante focado no mercado dos EUA por enquanto. Estão procurando outras regiões também?

Nosso modelo de negócios, rede de parceiros de fabricação e relacionamentos estratégicos com empresas siderúrgicas podem ser copiados e colados em qualquer região onde haja fabricação de módulos. Espero que a energia solar evolua para cadeias de suprimentos regionais porque é um modelo muito mais robusto e escalável do que uma cadeia de suprimentos centrada na Ásia e estamos prontos para nos mover de forma rápida e econômica para todas as regiões.

Com que rapidez você vê essa mudança acontecendo em todo o setor?

Como o valor é atraente e as compensações são irrelevantes, isso vai acontecer muito rapidamente. Acredito que levará todo o ano de 2025 e parte de 2026 para que o aço seja realmente visto como o quadro da próxima geração. Espero que comecemos a ver muito mais expansão e adoção ao redor do mundo em 2026.

Se você olhar para o mercado hoje, diga que 500 GW devem atingir 1 TW até 2030. Para quadros, é um pouco mais de 12.000 toneladas de aço por gigawatt e essa é uma escala que os fabricantes de aço acharão atraente, e há bastante capacidade em todo o indústria siderúrgica.

Em todas as regiões você tem uma fabricação de aço forte e robusta, enquanto o alumínio é centralizado na China. Você pode obter aço em qualquer região e, embora a indústria solar represente um grande potencial, é uma gota no oceano para a capacidade de aço existente em todas essas regiões e é uma transição sem compensações.

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