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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。
2.4 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。
2.5 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。
光伏玻璃的大尺寸方向
3.1 光伏玻璃的尺寸现状
长期以来,光伏组件主要是使用60片或72片的M2电池片封装而成,相应的光伏玻璃尺寸主要为长度为1.6~2.0米和宽度0.9~1.0米。
为了尽可能的提高成品率和降低成本,光伏玻璃制造企业的生产线基本上都是按照玻璃长度不超过2.2米、宽度不超过1.1米的标准来设置,如果超出这个尺寸,目前几乎大部分光伏玻璃制造企业都不能生产。
3.2 光伏玻璃的尺寸未来
随着半片、叠瓦、大尺寸电池片的兴起,光伏组件的组件尺寸设计得也越来越大、越来越杂,光伏玻璃的尺寸也随之变大、变多。
近期,M12电池的600W光伏组件设计的玻璃尺寸长度接近2300mm、宽度约1300mm,同时最新M6电池的500W光伏组件(6*14=84片电池片)设计的玻璃尺寸长度在2400mm左右、宽度1050mm左右。笔者认为未来1~3 年,大尺寸光伏玻璃的最大长度为2400mm左右、最大宽度为1300mm左右。
在BOS成本持续下降和全面实现 “平价上网” 的目标压力下,笔者认为会有越来越多的光伏组件企业参与到高功率组件的竞争中来,在2020年三季度左右就会出现超大尺寸组件的批量生产和面世。那么,作为光伏玻璃的制造企业,是否会在大尺寸玻璃的需求爆发前,做好提前准备呢?
3.3 光伏玻璃的产线改造
针对长度2400mm、宽度1300mm的大尺寸光伏玻璃,下面从几个主要的光伏玻璃生产工序来分析其改造必要性、周期和成本。
3.3.1 从压延工序分析
因为板面宽度不足原因,市场上现有的部分窑炉口压延机可能需要拓宽改造,改造周期一般在3~4 个月,成本在150万元左右/线。
3.3.2 从磨边工序分析
因为长度的磨边能力限制原因,市场上现有的绝大部分磨边机都需要更换,改造周期一般在4~5 个月,成本在150万元左右/大线。
3.3.3 从镀膜工序分析
因为镀膜辊宽度原因,市场上现有的绝大部分镀膜设备和镀膜辊都需要更换,改造周期一般在4~5 个月,成本在300万元左右/大线。
3.3.4 从钢化工序分析
因为钢化宽度限制的主要原因,市场上现有的绝大部分钢化设备都需要更换,改造周期一般在4~5 个月,成本在650万元左右/线。
3.3.5 从清洗工序分析
因为宽度限制的主要原因,市场上现有的绝大部分清晰设备都需要更换,改造周期一般在2~3 个月,成本在50万元左右/大线。
3.3.6 从堆垛工序分析
因为玻璃长度限制原因,市场上现有的绝大部分堆垛设备都需要更换,改造周期一般在2~3个月,成本在100万元左右/线。
从以上情况来看,针对大尺寸光伏玻璃的需求,笔者建议是可以改造原片线的窑炉口压延机设备,对于加工线来说,考虑到大尺寸玻璃还存在传输等多方面的影响,笔者建议有针对性地直接建设新线专门用于大尺寸光伏玻璃的生产。
光伏玻璃的差异化方向
4.1 双层镀膜高透玻璃
相较于常规的单层镀膜光伏玻璃,双层镀膜高透玻璃具有提高太阳光透过率和增强光伏玻璃的抗湿性能两大特点。
双层镀膜提高太阳光透过率的原理是:先在光伏玻璃表面分别镀上底层膜和表层膜,底层膜主要成分为二氧化硅,折射率1.44,厚度约为80nm,表层膜和常规单层镀膜一样,折射率约为1.29,厚度约为110nm。通过调节底层膜和表层膜的厚度可以进一步降低太阳光的反射率和提高红外线波段的光线透过率,从而获得比单层镀膜玻璃更高的太阳光透过率。
双层镀膜增强光伏玻璃的抗湿性能的原理是:由于底层膜是致密的二氧化硅层,可以更好地阻挡空气中水汽到达玻璃表面,较好地避免了玻璃中Na2SiO3等发生水解反应从而形成金属氢氧化物而进一步侵蚀SiO2膜层结构并最终会导致光伏玻璃的透过率下降的情况。因此,双层镀膜玻璃具有更好地适应湿热环境的性能。从权威测试机构的湿热测试报告来看,双层镀膜确实相较于单层镀膜玻璃有着更好的抗湿热性能表现。
因此,需要高功率的光伏组件或安装于较为潮湿位置如海边或水上电站用光伏组件,笔者建议可以选择双层镀膜高透玻璃。在成本和价格控制方面,双层镀膜高透玻璃较单层镀膜玻璃仅仅增加3~4%左右,具有较高的性价比。
4.2 双层镀膜无色玻璃
双层镀膜玻璃,可以通过底层膜和表层膜的厚度调节来降低紫外线和红外线波段的光线反射率,从而使得双层镀膜的外观颜色看起来非常淡,甚至可以调节到 “透明色”,因而称为 “双层镀膜无色玻璃”。
而单层镀膜玻璃对紫外线和红外线波段的光线反射率较高,因而单层镀膜玻璃的表面容易出现红紫相间的情况,整体看起来呈现为不太均匀的蓝色。
对于欧美的屋顶客户来说,其对光伏组件的外观颜色一致性的要求较高,因而部分国内外知名的组件企业开始选用双层镀膜无色玻璃作为其屋顶组件的专用光伏玻璃,尤其是黑色屋顶组件的选择更是倾向于选用双层镀膜无色玻璃。
双层镀膜无色玻璃的成本增加和双层镀膜高透玻璃基本一致。笔者相信,随着光伏组件的成本降低而带动的屋顶光伏组件的需求将进一步扩大,对于双层镀膜无色玻璃的需求一定会快速增长。
4.3 特殊应用光伏玻璃
据了解,国外部分组件企业已经朝向BIPV(建筑一体化光伏发电)或RIPV(屋顶一体化光伏发电)方向发展,此类型的组件可能需要用到特殊尺寸、特殊形状的光伏玻璃,也有可能需要在光伏玻璃的表面印刷不同类型的颜色或图案。虽然目前来看对BIPV和RIPV的应用还是非常少的,但从长远来看,BIPV或RIPV是一种必然的应用发展方向,也就是说,光伏玻璃行业也应当去考虑社会对这个方面的需求趋势。
结语
关注和找准光伏玻璃的技术发展方向对于光伏玻璃行业的健康发展具有良好的引导作用,对光伏行业的技术进步也会提供强有力的支持并起到促进作用。
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