L'automatisation brille chez First Solar

Les modules de la série 6 de First Solar sont fabriqués en utilisant moins d'énergie, moins d'eau et moins de matériaux semi-conducteurs que les modules concurrents. Photo avec l'aimable autorisation de First Solar Inc.

Chaque jour, dans plus de 45 pays, les modules photovoltaïques conçus et fabriqués par First Solar se mettent au travail pour convertir la lumière du soleil en électricité propre et fiable. First Solar est la seule entreprise américaine classée parmi les 10 premiers fabricants solaires au monde. Le siège social de la société est à Tempe, en Arizona, mais ses racines se trouvent dans l'Ohio, où elle exploite la plus grande empreinte de fabrication solaire dans l'hémisphère occidental. Plus de la moitié des 2 700 employés américains de First Solar sont situés dans l'Ohio.

De plus, l'empreinte de fabrication de First Solar aux États-Unis va bientôt devenir encore plus grande. En août 2021, la société a commencé la construction d'une nouvelle usine d'assemblage de modules solaires de 680 millions de dollars près de son usine existante à Perrysburg, OH. Cette usine, la troisième de l'entreprise, devrait entrer en service cette année. Et, en novembre 2022, First Solar a annoncé qu'elle investirait plus d'un milliard de dollars pour construire une quatrième usine d'assemblage à Florence, AL. Devant créer plus de 700 emplois, l'usine fait partie d'un plan précédemment annoncé visant à augmenter la capacité de fabrication américaine de First Solar à plus de 10 gigawatts d'ici 2025.

Le projet de l'Alabama portera l'investissement total de l'entreprise dans la fabrication aux États-Unis à plus de 4 milliards de dollars.

L'entreprise exploite également des usines en Malaisie et, bientôt, en Inde.

Pour avoir le scoop sur tout cet investissement, nous nous sommes assis avec Mike Koralewski, directeur des opérations de fabrication de First Solar.

ASSEMBLÉE:Pourquoi First Solar produit-il des modules photovoltaïques ici aux États-Unis ?

Koralewski : First Solar est la seule entreprise américaine parmi les plus grands fabricants solaires au monde. Nous produisons des modules dans l'Ohio depuis que nous avons commencé à fabriquer en 2002. Notre technologie de module est uniquement américaine : elle a été développée dans nos installations de recherche et développement en Ohio et en Californie.

Les États-Unis sont également notre plus grand marché. Au cours des dernières années, l'industrie solaire américaine a dû faire face à des risques politiques et commerciaux amplifiés en raison des tarifs appliqués pour protéger nos marchés des pratiques anticoncurrentielles des fabricants solaires chinois. De plus, les conditions difficiles du fret maritime au cours des dernières années ont eu un impact considérable sur la capacité d'expédier des modules dans le monde entier.

Tout cela a entraîné une augmentation de la demande de modules fabriqués dans le pays, et nous alignons notre capacité de fabrication pour y répondre.

Tous les acteurs majeurs de l'industrie solaire réfléchissent désormais aux lacunes du maintien d'un hub mondial unique pour la fabrication. La localisation de notre chaîne d'approvisionnement et de fabrication aussi près que possible de chaque clientèle nous permet d'atténuer une grande partie des impacts négatifs associés à une dépendance excessive à l'égard du transport transocéanique. Cela nous permet d'être compétitifs avec nos prix et de fournir un approvisionnement fiable à nos clients à l'avenir.

L'usine de First Solar dans l'Ohio peut transformer une feuille de verre en un module photovoltaïque entièrement fonctionnel en seulement quatre heures et demie, de bout en bout, le tout sous un même toit. Photo avec l'aimable autorisation de First Solar Inc.

ASSEMBLÉE: L'usine de First Solar dans l'Ohio peut transformer une feuille de verre en un module photovoltaïque entièrement fonctionnel en seulement quatre heures et demie, de bout en bout, le tout sous un même toit. En revanche, les produits concurrents peuvent prendre des jours à fabriquer. Comment pouvez-vous produire des modules si rapidement ?

Koralewski : Nos usines sont parmi les plus avancées de l'industrie solaire, utilisant une technologie et une optimisation des processus qui concurrencent efficacement les panneaux solaires fabriqués en Chine qui ne sont bon marché que parce qu'ils sont fortement subventionnés par le gouvernement. Pour rivaliser avec les Chinois, nous devions sauter leur technologie avec l'ingéniosité et l'innovation américaines.

Nous poussons donc vraiment sur le temps de cycle et le débit. La clé est notre procédé de dépôt en couche mince, qui est complètement différent de celui de nos concurrents. Notre processus ressemble en fait plus à la fabrication d'un téléviseur à écran plat qu'à un panneau solaire en silicium cristallin.

Nous sommes intégrés verticalement, ce qui contribue également à la rapidité. Nous allons du début à la fin. Nous n'avons pas plusieurs usines produisant des composants individuels. Nous commençons avec cette feuille de verre brute et terminons avec un module solaire en utilisant un processus continu par rapport à un processus discontinu comme nos concurrents.

ASSEMBLÉE:Quelle est la différence entre un processus continu et un processus par lots ?

Koralewski : Disons que la première étape de votre processus de fabrication est une opération de lavage. Dans un processus par lots, vous pouvez laver 100 modules à la fois. Vous les placeriez ensuite dans un conteneur et déplaceriez ce lot vers l'opération suivante du processus.

Notre processus de fabrication est continu. Pensez-y comme une autoroute, où une voiture est toujours suivie par une autre. Tous nos actifs sont reliés entre eux par un convoyeur. Vous passez d'un processus directement au suivant. Il n'y a pas de mise en lots. Vous passez en continu d'un processus à l'autre.

ASSEMBLÉE:Quel est l'aspect le plus difficile de la fabrication d'un module photovoltaïque ?

Koralewski : L'un des aspects les plus difficiles, du moins pour les fabricants américains, est d'assurer des conditions de concurrence équitables pour nos produits. Huit des 10 principaux fabricants de panneaux solaires sont des entreprises chinoises qui bénéficient de subventions injustes et d'autres formes de soutien gouvernemental qui contreviennent aux règles de l'Organisation mondiale du commerce sur le commerce équitable. Par exemple, de nombreuses entreprises chinoises pratiquent des politiques commerciales déloyales, telles que le dumping de panneaux photovoltaïques à des prix conçus pour décimer les concurrents internationaux. D'autres fabricants contournent les droits commerciaux en acheminant des produits via l'Asie du Sud-Est, même s'ils sont en fait fabriqués en Chine.

Nous construisons un produit compétitif, produit de manière responsable et de haute qualité, mais nous avons consacré énormément de temps et de ressources à lutter pour l'équité.

ASSEMBLÉE: Les modules de la série 6 de First Solar sont fabriqués en utilisant moins d'énergie, moins d'eau et moins de matériaux semi-conducteurs que les modules concurrents. Pouvez-vous nous en dire plus sur l'engagement de votre entreprise en faveur d'un solaire responsable ?

Koralewski : Notre vision de diriger l'avenir énergétique durable du monde est importante pour nous. La durabilité a été au cœur de tout ce que nous avons fait depuis le début. Il n'est pas axé sur le respect des normes de l'industrie. Il est déterminé à les dépasser et à en créer de nouveaux pour que les autres les suivent. Nous sommes fiers de produire une technologie solaire qui soutient de manière significative la lutte contre le changement climatique. Et, nous tenons compte à la fois de l'impact social et environnemental de nos opérations, et nous travaillons dur pour rendre la vie des gens plus saine maintenant et à l'avenir.

Nos modules à couches minces ont une empreinte carbone deux fois et demie inférieure à celle du silicium cristallin. Nos modules sont recyclables et offrent en fait un taux de récupération d'environ 90 % de sa valeur, qui comprend le semi-conducteur, le verre, la capsule et plusieurs autres matériaux. En fait, les nouveaux modules que nous fabriquons aujourd'hui contiennent en fait environ 10 % de semi-conducteurs recyclés, ce qui est unique dans l'industrie photovoltaïque actuelle.

Notre approche de l'énergie solaire responsable continue d'être un différenciateur de réputation important dans l'industrie de la fabrication solaire, non seulement du point de vue de la durabilité, mais dans le vrai sens de la responsabilité. Des rapports font état de travail forcé dans la chaîne d'approvisionnement en silicium cristallin au Xinjiang, en Chine. Nous n'appuyons pas cela.

En mai 2021, nous avons rejoint la Responsible Business Alliance, la plus grande coalition industrielle au monde dédiée à soutenir les droits et le bien-être des travailleurs et des communautés dans la chaîne d'approvisionnement mondiale. Nous sommes le premier des 10 plus grands fabricants solaires au monde à rejoindre l'alliance. Donc pour nous, la durabilité n'est pas seulement un slogan ; c'est en fait la façon dont nous menons nos affaires à tous égards.

ASSEMBLÉE: En août dernier, First Solar a inauguré sa troisième usine dans l'Ohio. Félicitations pour cela. Comment se passe le projet ? Ferez-vous quoi que ce soit différemment avec la nouvelle installation que vous avez fait avec les deux premiers ?

Koralewski : L'usine est sur la bonne voie. Ses murs sont dressés. Le toit est installé. L'équipement commence à être expédié dans l'installation maintenant. Nous serons certainement prêts d'ici le premier semestre 2023.

Cette troisième usine combinera une main-d'œuvre hautement qualifiée et une architecture Industrie 4.0, qui comprend la communication machine à machine. Nous éliminons les décisions humaines et faisons en sorte que nos actifs se parlent réellement. L'intelligence artificielle contrôlera une grande partie du processus de fabrication. Cela nous permettra de produire des panneaux solaires avec un degré plus élevé d'automatisation, de précision et d'amélioration continue.

Un module sortira de la ligne environ toutes les 3 secondes sur notre empreinte nord-ouest de l'Ohio. C'est assez phénoménal quand on y pense. La configuration de fabrication dans la nouvelle usine change la donne et représente pour nous une évolution significative dans la fabrication solaire. Par exemple, si vous remontez à 2012, une usine solaire typique de First Solar aurait employé environ 1 200 associés et produit environ 250 mégawatts par an. La nouvelle usine de l'Ohio produit 3,3 gigawatts par an avec 700 personnes.

Ce niveau de fabrication de pointe est évidemment excellent pour le travailleur américain également, car il nous permet de nous concentrer sur le perfectionnement de nos associés. Nous créons des personnes capables de dépanner notre processus, plutôt que de servir sur la ligne, de déplacer des pièces et des pièces.

ASSEMBLÉE:Quel rôle les gens jouent-ils dans les chaînes de production de First Solar ?

Koralewski : Nous croyons au perfectionnement de nos employés. C'est très important pour nous. Nous voulons que nos employés aient l'impression de travailler dans un environnement de haute technologie sûr et propre. Nous offrons de bons salaires et avantages sociaux, des soins de santé, le remboursement des frais de scolarité, une progression de carrière interne et des programmes de bien-être.

Nous travaillons également en partenariat avec des collèges communautaires, des universités et des écoles professionnelles locales pour former efficacement nos employés à évoluer dans ces rôles. À mesure que notre technologie progresse, nous voulons que nos employés progressent également.

Note de l'éditeur:

Cet article est basé sur une interview que nous avons enregistrée pour ASSEMBLY Audible. Ce podcast explore les personnes, les processus et les technologies d'assemblage de pièces en produits finis. Que vous fabriquiez de gros produits en petits volumes ou de petits produits en gros volumes, notre objectif est de fournir des informations, des idées et de l'inspiration que vous pouvez mettre en œuvre. Pour écouter le dernier podcast ASSEMBLY Audible, cliquez ici.

Jennifer Pierce, Magazine ASSEMBLÉE