Wettbewerbsfähigkeit durch Innovation

Wettbewerbsfähigkeit durch Innovation

“Made by Hanwha” Ethylenvinylacetat (EVA),
das meist verwendete Produkt auf dem weltweiten Markt für Solarmodule

Die Reduzierung der Treibhausgase ist momentan ein weltweites Thema. Die Photovoltaik ist als umweltfreundliche Energie die Energie der nächsten Generationen. 2016 ist die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen im Vergleich zum Vorjahr um 32,7% auf 302GW angestiegen.

Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie, meist aus Sonnenlicht, in elektrische Energie mittels Solarzellen. Der typische Aufbau eines Solarmoduls besteht aus einer oberen Glasscheibe, auf der zur Sonne gewandten Seite, eine transparente Kunststoffschicht EVA-Schicht (Encapsulant), eine Solarzelle, wieder einer EVA-Schicht und schließlich einer Rückseitenkaschierung (backsheet). Die EVA, der Haupteil des Moduls, ist eine schmale Kunststofffolie, in der die Solarzellen eingebettet sind. Sie haben eine Dicke von 0,5mm. Diese Folie verhindert nicht nur das Feuchtigkeit in die Zellen dringt, sondern schützt die Solarzellen vor Schockeinwirkungen (witterungsbeständig). EVA wird seit 30 Jahren für die Herstellung von Solarzellen eingesetzt.

Hanwha Total Petrochemical hat auf die weltweite Nachfrage, den Energieverbrauch und den sich verändernden Markt reagiert und hat im Vergleich zu konventionellen Produkten die EVA-Entwicklung mit hoher Wertschöpfung die oberste Priorität gegeben. Nach einer intensiver Forschungs- und Entwicklungsphase und einem erfolgreichen Qualitätsmanagement liegt das Unternehmen bei der EVA-Produktion mit hoher Wertschöpfung weltweit auf Platz 1 und besitzt mit einem Produktionsvolumen in Höhe von 240.000 Tonnen einem weltweiten Anteil von 35%.

EVA-Vergussmaterial Glas Rückseitenfolie(backsheet) Zelle
Weltweit größte Ethylenvinylacetat-Produktionskapazität in Hoehe von 240.000 Tonnen
Weltweit größter Anteil an Ethylenvinylacetat-Solarzellen  in Höhe von 35%

Weltweit erste erfolgreiche Herstellung von Industrie-Ethylenvinylacetat
mit einem Vinylacetat-Gehalt von 28% in Röhrenreaktoren

Je niedriger der Vinylacetatmonomerenanteil, desto besser eignet sich das Produkt für den allgemeinen Gebrauch. Je höher der Anteil von Vinylacetatmonomeren, desto höher ist die Wertschöpfung. EVA-Folien, Einbettungsmaterial für Solarzellen in Solarmodulen, zeichnen sich durch einen hohen Anteil von EVA aus. Das von Hanwha Total Petrochemical hergestellte EVA besitzt einen Vinylacetatmonomer Anteil von 28%.

Das Herstellungsverfahren von EVA kann in Röhren- und Autoklavprozess unterschieden werden. Die Reaktionstemperatur bei der Herstelllung von EVA liegt bei über 230 Grad Celsius und der Reaktionsdruck bei 2500 bar. Da das Verfahren in einem Röhrenreaktor unter sehr extremen Bedingungen auf höchster Temperatur und höchstem Druck geschieht, sind die Möglichkeiten für den Bau einer Probeanlage erschwert, Zugriff auf verlässliche Daten schwierig und die Versuchsproduktion in einem größeren Werk schwer realisierbar.

Aufgrund dieser Schwierigkeiten führen konventionelle Hersteller bei der Produktion von Ethylenvinylacetat das Autoklavverfahren durch. Ein Verfahren das zwar sehr einfach, dafür weniger produktiv ist. Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Hanwha Total Petrochemical versuchte die Herstellung von EVA unter Anwendung eines Röhrenreaktors. Das Team entwickelte auf der Grundlage ihrer Erfahrungen mit der Produktion von LDPE ein Verfahren, das keine Versuchsanlage mehr benötigte, und das Röhrenverfahren sicher durchgeführte.

Hanwha total team leader Ji Yong Park
Ji Yong Park, Manager of Hanwha Total Petrochemical

Abteilungsleitder von Hanwha Total Petrochemical, Ji Yong Park, sagte: „Beim Röhrenverfahren sind Probeprodukte und ein Testverfahren schwer zu durchzuführen, da die Probeprodukte schwer zu bewerten sind und die Produktentwicklung erschwert. Um diese Probleme zu überwinden ist unser Team bemüht, durch den von uns selbst entwickelten Simulator ein für das Verfahren und für die Produkte geeignetes Umfeld für Polymerisation zu schaffen und Herstellungstechnologien mit wenigen Probetests zu entwickeln.“

Autoklav
Rohrförmiges Gehäuse
Eigenschaften des Ethylenvinylacetat  von Hanwha Total Petrochemical
Nach schrittweisen Testversuchen schaffte das Team, durch den Röhrenprozess EVA-Solarzellen herzustellen. Im Vergleich zum konventionellen Verfahren wie das Autoklavverfahren hat das EVA ein geringes Molekulargewicht, eine hohe Transparenz, Reinheit und eine niedrige Schrumpfungsrate. Gleichzeitig erwies es sich als produktiver mit einer Produktionssteigerung von 30-40%.

2016 wurde Hanwha Total Petrochemical‘s EVA auf der Grundlage seiner „qualitativ hohen Wettbewerbsfähigkeit“ und weltweit führenden Technologien als „Weltweit führendes Produkt¹“ und mit dem „IR52 Jang Young-Sil Preis²“ (der Name stammt von einem südkoreanischem Naturwissenschaftler) ausgezeichnet. Auch in Zukunft wird sich Hanwha durch ein aktives Forschungsmanagement für eine bessere Mehrwertschöpfung in der Chemieindustrie engagieren.
  • ¹ Auszeichung für weltweit führende Produkte (Verliehen von Ministry of Trade, Industry and Energy in Korea) : Mit weltweit führenden Produkten sind die Produkte gemeint, deren Marktanteil unter die fünf größten Marktführer fällt. Ist dies der Fall, beträgt der Marktanteil mehr als 5%. Jährlich werden Produkte im Wert von mehr als 50 Millionen US-Dollar weltweit verkauft und Produkte im Wert von 5 Millionen US-Dollar ins Ausland exportiert.
  • ² IR52 Jang Young-Sil Preis (Verliehen von Korea Industrial Technology Association): Produkte, die durch den Einsatz neuer Technologien entwickelt und vermarktet werden können. Diese Auszeichnung geht an Organisationen, die einen großen Beitrag zur Entwicklung vonTechnologien leisten.

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