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光伏玻璃的减薄方向

全球光伏 2022-07-31


在国内补贴退坡加速和光伏技术进步的驱动下,产业链从多晶硅到组件的价格均加速下降,与此同时,玻璃、胶膜、背板等辅材成本占比随之提高;同时随着电池组件效率的提高,先进辅材技术对于组件发电能力的增益也将放大,未来光伏辅材在产业链的地位将进一步提升。 


光伏组件趋势:减重诉求导致玻璃薄片化趋势凸显


随着组件降本需求日益迫切以及双玻组件对于减重的诉求,玻璃薄片化趋势逐渐凸显,目前玻璃的规格已经由早期的4mm、3.2mm向2.5mm以下发展,双玻组件对玻璃厚度的要求甚至要做到2.0mm以下。然而,现有的风冷钢化技术只能用于较厚的玻璃,对于2.0mm及以下的不太适用,因此钢化环节成为薄片化的瓶颈,未来需要进一步优化传送技术或者采用成本较高的化学钢化。从目前的价格来看,2.5mm和3.2mm的单吨价格几乎相同,而2.0mm玻璃平米售价甚至与2.5mm不相上下。随着双玻组件需求的快速增长,预计2.0mm及以下厚度的产品需求将难以避免出现短缺。


双玻组件的玻璃厚度选择


截至2018年,市面上对双面双玻组件主要采用的是2.5mm+2.5mm双玻有框的封装方式,而从2019年开始,双面双玻组件主要采用的是2.0mm+2.0mm双玻有框的封装方式,目前部分采用2.5mm玻璃作为双面双玻组件前后板的组件厂家也正在积极地认证2.0mm玻璃的双面双玻组件,计划尽快将2.5mm玻璃切换为2.0mm玻璃。


双面双玻组件的玻璃从2.5mm降低到2.0mm的主要原因是:2.0mm玻璃的重量降低了20%、2.0mm玻璃的成本降低了4%左右、2.0mm玻璃的机械强度也能满足组件的机械载荷要求,且供应能力也得到了保障。


目前,有些企业已经开始生产1.6mm的光伏玻璃, 同时个别组件企业也开始生产1.6mm+1.6mm双面双玻组件。随着1.6mm光伏玻璃钢化性能的提升、成本的下降以及供应能力的提升,笔者认为1.6mm+1.6mm双面双玻组件将会更多的应用于屋顶,并逐步替代现有的3.2mm的单玻常规组件。因为在重量、成本基本相同的情况下,屋顶客户会更倾向于选择质保更长久的双玻双面组件。


从双面组件的背板玻璃类型选择来看,各家组件厂为了追求更高的光伏组件双面率,目前双面组件的背板玻璃基本选择的是超白压花光伏玻璃而不是浮法玻璃,是因为在背板玻璃无需镀膜的情况下,2.0mm超白压花光伏玻璃92%左右的透过率明显高于2.0mm 浮法玻璃90%左右的透过率。但是,在未来可能存在的压花玻璃供应紧张和浮法玻璃成本优势的情况下,双面双玻组件背板玻璃类型可能会一部分转向对浮法玻璃的使用。


单玻组件的玻璃厚度选择


在2014年之前,还有较多用于欧美的72电池片的光伏组件采用的是4.0mm厚的光伏玻璃。在消除了对玻璃强度的顾虑后,出于成本、重量考虑,光伏组件基本上采用的都是3.2mm光伏玻璃,4.0mm的光伏玻璃在2014年之后便逐渐地退出了历史舞台。


在2014年左右,韩国LG了解到2.8mm厚的玻璃是玻璃行业长期以来能够进行全钢化的厚度下限后,在测试和认证完成后,韩国LG便全面采用2.8mm光伏玻璃作为其光伏组件的盖板玻璃,直到现在全球采用低于3.2mm光伏玻璃作为单玻光伏组件盖板玻璃的组件厂家依然是少数。


在2017年初,随着中航三鑫在全球首次推出2.5mm的全钢化玻璃,其各方面的机械性能直逼3.2mm钢化玻璃,让我们看到了2.5mm全钢化玻璃替代3.2mm或2.8mm光伏玻璃作为单玻组件盖板的可能性。随后便引起了海外多家知名组件企业的关注。


在美国2019年的SPI展会上,我们已经看到知名组件企业美国Sunpower和台湾URE已经展出中航三鑫2.5mm全钢化光伏玻璃的单玻组件,其中Sunpower已于2017年底便拿到了其认证。此次展会后,韩国知名组件企业便对2.5mm全钢化光伏玻璃取代单玻组件上的3.2mm光伏玻璃产生了极强的兴趣,并计划进行2.5mm全钢化光伏玻璃的测试和认证。


因此,笔者有一个大胆的预测,未来会有很大一部分的屋顶用单玻光伏组件会开始采用2.5mm全钢化玻璃作为其盖板,因为这是一个非常明确的降本和减重的方向,目前已经引起了多家知名光伏组件企业的关注。


光伏玻璃减薄对产能的影响



由上表可见,玻璃公称厚度从3.2mm分别降到2.5mm、2.0mm和1.6mm时,目前同样窑炉的玻璃产能分别可提升17%、41%和60%。但是,随着薄玻璃成品率的提升和厚度控制得更加精准,薄玻璃的产能有望可以进一步的提升。


光伏玻璃减薄对成本的影响


随着厚度的降低和规模化的生产,变薄的光伏玻璃的制造成本和售价会出现相应明显的下降。目前,市场上2.5mm的半钢化玻璃比3.2mm的钢化玻璃价格低10~12%,2.0mm的半钢化玻璃比3.2mm的钢化玻璃的价格低12~15%。


因此,笔者认为从降本和尽快实现光伏发电全面 “平价上网” 的角度来看,光伏玻璃的减薄一定是个必然趋势。


光伏玻璃减薄对能源和环境的影响


光伏玻璃的生产是一个高能耗和有污染物排放的过程,目前全球90%以上的光伏玻璃窑炉是建在中国的。我们如果能够通过光伏玻璃的减薄来提升单个窑炉的产能用来满足更多的市场需求,反过来看就是减少了窑炉的数量,从而降低了能源的消耗和对环境的污染。


因此,笔者认为从节能、减排的角度来看,光伏玻璃的减薄是个必然趋势。


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