玻璃光伏项目各设备占比(光伏玻璃市占率)
本文目录一览:
- 1、光伏电站主要设备有哪些?
- 2、光伏背板玻璃印刷的作用
- 3、请问各位高人,太阳能电池板的材料组成、各材料的作用以及个材料成本占总成本的比例约为多少??谢谢!
- 4、光伏外线有什么
- 5、你好,请问下光伏玻璃现在市场上的主要用途吗?我有个亲戚是生产这种产品的,我想了解下,帮他销售
- 6、光伏发电项目设备价格变化最大的是什么部件
光伏电站主要设备有哪些?
一般有高压变压器、逆变变压器、高压开关柜(35KV)(10KV)以及低压开关柜、太阳能光板。一次设备、二次设备:一次设备开关柜、接地变、主变、箱变、逆变器、组件。
二次设备:保护、踪自系统设备等。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统,属国家鼓励的绿色能源项目。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。
光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。
到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。
光伏背板玻璃印刷的作用
随着日益受重视的“双碳”时间表敲定,"光伏"成了资本市场最热门的概念之一。在政策推动下,光伏玻璃的需求激增,一个巨大的市场已经出现。光伏玻璃和普通玻璃有什么不同?又在光伏产业链中发挥什么作用呢?下文带你彻底读懂光伏玻璃!
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光伏玻璃利好,下半年需求回升
历史上光伏玻璃一度被纳入平板玻璃产能置换范围,2020年下半年,扩张受限的产能无法应对高景气度下的爆发性需求,光伏玻璃出现供需失衡,价格飙涨。
在多家光伏组件企业的联合呼吁下,去年12月,工信部发文明确光伏压延玻璃项目可不制定产能置换方案。受新政策影响,2021年起光伏玻璃扩产增速。
2020下半年光伏玻璃价格在供需紧张的推动下快速上涨,不到半年的时间价格涨幅接近80%。进入2021年3月份以来,光伏玻璃价格已回落到历史低点徘徊,但根据CPIA测算,今年新增装机55GW左右的情况下,上半年仅完成了不到10GW,下半年供需格局向好,光伏玻璃价格有望小幅反弹。
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光伏玻璃在光伏产业链中的位置
概括来说,光伏产业链行业上游为从硅料到硅片的原材料制备环节;中游则是从光伏电池开始到光伏组件的制造环节,负责生产有效发电设备;下游则是应用端,即光伏发电系统。
那么,正处于黄金赛道的光伏产业,都有哪些参与企业?
光伏产业链全景图谱如下:
要生产一台光伏组件,仅有硅料、硅片和电池显然是远远不够的,还需要一系列非硅辅材相配合。辅材的性能对组件最终性能同样有着重要影响。
光伏玻璃就是光伏产业链上重要的辅件!目前常见的组件辅材包括互联条、汇流条、钢化玻璃、胶膜、背板、铝合金、硅胶、接线盒共八种。
从成本端看,辅材中成本占比排名前五的分别是边框、玻璃、胶膜、背板以及焊带。其中边框在非硅成本中占比最高,而玻璃、胶膜以及背板则是光伏组件的核心辅材,对设备的最终性能有重要影响。
(图中为2020年数据,不适用于2021年,但整体情况不会有太大变化)
光伏玻璃的发展主要受上下游驱动,目前的主要趋势分别是增大与减薄。
尺寸增大主要是受上游影响。由于硅片尺寸的逐渐增长,作为封装面板的玻璃板也必须同步增大,方能满足上游需求。但当前行业内能够生产大尺寸玻璃的企业不多,这导致了一定程度的供需错配,助推了玻璃价格上涨。未来如何尽快调整产能,是对生产企业的挑战。
减薄则一是降本需求,二也与光伏组件设计有关。目前,部分双面组件采取的是正反面均用玻璃封装的双玻璃路线,正反双面均使用2.5/2.0mm厚度玻璃,而非传统的3.2mm。这既是为了设备整体减重,也是出于成本考虑。考虑到双面组件渗透率的持续增长,未来光伏玻璃减薄也将持续。
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光伏玻璃的制作流程
光伏玻璃一般用作光伏组件的封装面板,直接与外界环境接触,其耐候性、强度、透光率等指标对光伏组件的寿命和长期发电效率起核心作用。目前光伏玻璃有三种主要产品形态:超白压花玻璃、超白加工浮法玻璃,以及透明导电氧化物镀膜(TCO)玻璃。
通常来说,硅片光伏组件主要使用超白压花玻璃或超白加工浮法玻璃,一方面可以对太阳能电池起到保护作用,增加光伏组件的使用寿命。另一方面,超白压花玻璃及超白加工浮法玻璃的含铁量相对较低,透光率更高,能够提高组件发电效率。
光伏玻璃制造流程
主要分为原片生产和深加工两个环节。其中,原片生产指将原料熔化制成为玻璃原片半成品的过程,主要包括配料、熔制、澄清、压延、退火、切片、装箱等步骤。原片生产是光伏玻璃的制作核心环节,原片玻璃生产环节决定玻璃的透光率与瑕疵度,其工艺水平直接决定了产品质量和生产效率,是各家厂商拉开单位成本的关键所在。深加工指以原片为基本原料,通过精切、磨边、清洗、镀膜、钢化、装箱等步骤提升玻璃的物理和化学性能的最终产品,用作组件的封装面板。
此外,为了增加玻璃的强度,玻璃还要经过钢化处理。
光伏玻璃工艺难点
主要在于低铁控制和温度控制:超白玻璃生产工艺难度较高,主要体现在配料和熔制环节, 压延、退火、切片等原片生产的其他环节以及深加工的主要环节均与普通玻璃的生产工艺差异不大。
(1)低铁控制:光伏玻璃对铁含量的要求很高,在配料计算中,一般以各厂商配方的标准成分为基 准,对各种原料化学成分含量进行配平运算,而 Fe2O3在计算中为带入项,因此对各项原料的化学成 分含量特别是铁含量有明确要求。在制作过程中需严格控制原料的化学成分、精确控制原料称量、 尽可能提高配合料均匀度等工艺标准,同时原料输送设备必须采取高效除铁控制措施,以避免造成 原料的二次污染。
(2)精确控制熔窑玻璃液上下温差:超白玻璃铁含量低,玻璃液透热性好,垂直方向上温度梯度减小,导致池底的温度升高,表面温度降低,造成玻璃液上下温差减小,玻璃液对流减弱,微气泡不 易排出,澄清难度增加。因此熔窑的结构设计上,需要适当增加窑炉池深,采用逐级抬高的台阶式 池底结构,设置鼓泡装置和窑坎结构,采用窄长卡脖结构,主横通路设置调压小烟囱,池壁设计为拐角形式等;在工艺控制上主要体现在两个方面:一是玻璃色泽的控制,窑炉气氛需调整为氧化性, 对燃料的成分也需要控制,避免产生硫化铁降低白度。二是玻璃澄清质量的控制,一般采用多点温度控制技术确保温度的精细控制。
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光伏玻璃与普通玻璃的区别
光伏玻璃性能特别,技术认证复杂,客户黏性高。成品的光伏玻璃具有高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度等特点。光伏玻璃的质量直接决定了光伏组件的产品性能、效率及寿命,因此光伏玻璃的技术认证更为严格、复杂。由于认证复杂、周期较长且成本不低,光伏电池玻璃企业一旦与组件厂商建立了购销关系,一般较为稳定。
光伏玻璃生产成本相对刚性。在原片玻璃生产环节中,重质纯碱和石英砂是主要的生产原材料。为了保证原片玻璃的高太阳能透过率,玻璃含铁量比普通玻璃低,一般要控制在0.015%-0.02%左右;因此原片玻璃生产中需使用高透光度低铁含量石英砂,石英砂中二氧化硅和铁的含量决定其品质。实际生产中,直接材料占总成本比重大概40%,燃料和动力占比约40%,这些材料和燃料的成本相对刚性,厂商主要通过做大窑炉来降低能耗和人工成本等手段降低成本。
光伏玻璃具有较高的行业壁垒。光伏玻璃技术壁垒较高,长期技术经验积累和完备的工艺流程构成 了非玻璃生产企业进入光伏玻璃行业的主要障碍。此外,与普通玻璃生产线相比,超白玻璃生产线 在料方设计、配料工艺、窑池结构、熔化工艺、控制流程等方面均有更高要求,普通玻璃的生产线无法轻易转换为光伏玻璃生产线。除技术壁垒外,光伏玻璃行业还具有认证、客户、规模等方面的 进入壁垒,形成了新进入者寥寥的整体格局。
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光伏玻璃的主要成分
光伏玻璃的成本主要由原材料、燃料动力、人工成本、 制造费用等构成,其中原材料和燃料动力占成本的 80%以上。
光伏玻璃的原料包括石英砂、长石、白云石、石灰石、纯碱、芒硝等,由于不同产地原料的成分差异较大,因此为保证原料成分稳定,一般会选择定点砂矿采购优质低铁原料。
扩展阅读:光伏玻璃主要原料的地域分布
我国石英矿储藏量丰富,安徽凤阳、江苏东海、安徽蚌埠、广东河源、江苏新沂、新疆准东、辽宁彰武、 河北灵寿等地均为石英砂产业聚集地,但符合标准的砂矿不多,主要分布在安徽凤阳、广东河源、 广西、海南等地。
钾长石是由硅氧四面体组成架状晶体结构钾的铝硅酸盐矿物,一般呈肉红色、黄白色、白色或灰色,具有熔点低、熔融间隔时间长、熔融粘度高等特点。我国钾长石储量约79.14 亿吨,黑龙江、新疆、陕西、青海、云南、山西、辽宁、河北、河南、江苏、安徽、福建、广东、广西、四川、山东等19个省(区)市已有探明有大中型储量的矿床,其中黑龙江、新疆、陕西、青海的储量约占钾长石已探明储量的90%。
白云石是构成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分,与白云石共生或伴生的矿物主要有方解石、菱镁矿、长石、石英、石膏等。我国白云石矿产资源分布广泛,几乎各省都有分布;储量丰富,目前已探明可开采白云石矿资源储量超过200亿吨,主要分布在山西、河北、宁夏、吉林、河南、辽宁、内蒙等地。
石灰岩资源在我国储量丰富,除上海、香港、澳门外,在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计,全国石灰岩分布面积达43.8万KM2(未包括西藏和台湾),约占国土面积的1/20,其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的1/4~1/3。
原料
一般占光伏玻璃成本比重 30%-40%。在原料中,纯碱占比接近 50%, 石英砂超过 25%,其他原材料成本不足 25%。
一般情况下,为节省运费,企业会本着就近原则在当地采购石英砂。石英砂价格波动相对较小,一般随 CPI 波动,此外,一 些企业为了保障原料供应安全,锁定石英砂采购成本,直接投资相关矿产,如信义光能控制了部分广西北海、广东河源的石英砂资源,福莱特拥有安徽凤阳储量 1,800 万吨的优质石英砂采矿权等。
纯碱是影响光伏玻璃成本的主要因素之一。纯碱上游为原材料盐与氨气,成本相对较为稳定, 价格变化主要受下游需求影响。纯碱下游有玻璃、无机盐、氧化铝、玻璃、洗涤用品等行业,其中玻璃消耗纯碱占比达 55%,对纯碱的价格影响最大,因此总体上纯碱价格走势与玻璃需求有一定相关性。
光伏玻璃的燃料动力主要包括石油类燃料、电和天然气等。原片生产环节主要能耗以天然气、石油类燃料和电为主,其中窑炉为主要耗能设备;深加工环节以用电为主,其中钢化炉为主要用电设备。
燃料
成本一般占光伏玻璃总成本的 30%-40%。石油类燃料是影响燃料成本的主要因素,其中电力和天然气由市政供应,为政府指导价,各地价格略有不同,总体而言较为稳定,而石油类燃料受国际原油价格影响波动较大,价格也更难判断,因此是成本变动的最主要来源。
一般而言,每吨石油焦价格下降 100 元,每重箱玻璃生产成本下降 1.06 元。为尽量降低石油类燃料价格大幅波动对成本的影响,行业内许多公司装配石油类燃料和天然气双燃料系统,可根据石油类燃料和天然气的价格效益比合理选择燃料结构,且近年来受制于环保压力,厂商越来越重视天然气的使用,如福莱特最新设计的 1,200 吨/日熔炉以天然气为主要燃料,石油类燃料为备用系统。以福莱特为例,虽然尽管 2015-2018H1 期间,原油价格波动超过了 240%,但总体上燃料动力费用占采购金额的比例在 39%-45% 之间波动。
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国内光伏企业龙头有哪些
光伏玻璃行业的主要参与者有信义光能、福莱特、彩虹、金信太阳能、南玻、中建材等企业,其中信义光能和福莱特处于第一梯队,彩虹、金信、南玻处于第二梯队。目前信义、福莱特、彩虹是市场占有率最高的三家企业。
行业龙头介绍
信义光能:公司为全球最大的光伏玻璃制造商,截至2019年12月31日,公司拥有总计日熔化量7,800吨的光伏玻璃生产线,占有全球超过 30% 的市场份额。2020年公司新增6条太阳能玻璃生产线总产能为6,000吨/日,预期2020年和2021年产能将分别增长至11,800和13,800吨。
公司光伏玻璃拥有三大生产基地,分别位于芜湖天津以及马六甲市,都在沿海城市。沿海城市耗电量大,是光伏玻璃下游客户产能集聚的位置,而贴近下游,客户能够减少运输成本、原材料方面公司自建了北海石英砂生产基地,建成后可以进一步降低公司原材料成本。
公司是全球首家于商业生产中采用日熔量1,000吨一窑四线生产线的生产商,公司日熔量高于行业平均水平,大尺寸窑炉的燃烧效率更高,单位能耗更低,具有单线成本优势,同时大窑炉对人工成本和制造费用上也更具摊薄,优势公司光伏玻璃窑炉良品率为82%。
福莱特:截至2019年12月31日,公司拥有总计日熔化量5,400吨的光伏玻璃生产线,占有全球超过20%的市场份额,为全球第二大的光伏玻璃制造商。公司新增四条太阳能玻璃生产线,总产能为4,400吨/日,将分别于2020年和2021年新增2000吨/日和2400吨/日产能。此外,根据公司A股发行预案,公司将进一步扩充安徽凤阳2*1200吨/日窑炉线,预计2020、2021、2022年,日熔产能分别可达6,400、11,000、12,200吨/日。
公司还拥有安徽凤阳储量1,800万吨的优质石英砂采矿权,在提升原材料品质的同时,又巩固了原材料供应的稳定性,通过技术的提升以及优秀的供应链管理公司,光伏玻璃的单位成本从2017年的17.99元/平方米下降至2019年的15.96元/平方米,降幅达12.72%。公司原产能和新产能良品率分别为80%和95%,高于信义光能。
公司A股IPO项目年产90万吨光伏组件盖板玻璃项目的单窑熔量,已经从公司原有产能的300-600吨,大幅提升至1000吨,而今年新建的75万吨产能又进一步提升至1200吨。
根据业内不完全统计,2021年至今,光伏玻璃企业至少公布了12个重大光伏玻璃扩产项目,总投资额接近450亿元。前两个项目投资均超过100亿元,属于凯盛集团与彩虹新能源。但需要注意的是,光伏玻璃产能释放时间较长,一般建设周期为1.5-2年。所以今年扩产的项目,预计要到2023年才可能完全释放,所以短期内产能供给的局面难以得到有效缓解。
从历年光伏玻璃产能来看,信义光能、福莱特的产能一直排列最前。而今年信义光能、福莱特、洛阳玻璃、亚玛顿均有扩产,从产能爬坡来看,有望在2023年之前投产。信义光能与福莱特实际在产产能分别为10,800t/d、9,200t/d,福莱特安徽凤阳2条1,000 t/d产线将于2021下半年投产。国内规划及在建产能合计8,400 t/d,将于2021、2022年建成总产能12,200、18,200 t/d。
来源:放大灯、全球光伏、未来智库等
请问各位高人,太阳能电池板的材料组成、各材料的作用以及个材料成本占总成本的比例约为多少??谢谢!
太 阳 能
太阳内部高温核聚变反应所释放玻璃光伏项目各设备占比的辐射能。太阳向宇宙空间发射的辐射功率位3。8×10^23kW的辐射值玻璃光伏项目各设备占比,其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为8×10^13kW。20世纪以来,随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,对能源的需求量不断增长。化石能源资源的有限性,以及他们在燃烧过程中对全球气候和环境所产生的影响日益为人们所关注。从资源、 环境、 社会发展的需求看,开发和利用新能源和可再生能源是必然的趋势。在新能源和可再生能源家族中,太阳能成为最引人注目,开展研究工作最多,应用最广的成员。 一般认为太阳能是源自氦核的聚合反应。 太阳幅射能穿越大气层,因受到吸收、散射及反射的作用,故能够直接到达地表的太阳幅射能仅存三分之一,又其中70%是照射在海洋上,于是仅剩下约1.5×10^17千瓦.小时,数值约为美国1978年所消费能6000倍。未被吸收或散射而能够直达地表的太阳幅射能称为「直接」幅射能玻璃光伏项目各设备占比;而被散射的幅射能,则称为「漫射」(diffuse)幅射能,地表上各点的总太阳幅射能即为直接和漫射幅射能二者的总和。
太 阳 能 热 利 用
(一)太阳能集热器
太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器.按采光方式可分为聚光型和聚光型集热器两种。另外还有一种真空集热器 一个好的太阳能集热器应该能用20-30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40-50年且很少进行维修。
(二)太阳能热水系统
早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种: (a)自然循环式 此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳幅射的加热,温度上升,造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差,因此引起浮力,此一热虹吸现像(thermosiphon),促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系,水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水,维护甚为简单,故已被广泛采用。 (b)强制循环式 热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时,控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀(check valve)以防止夜间水由收集器逆流,引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知),容易预测性能,亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下,其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处;,但因其必须利用水,故有水电力、维护(如漏水等)以及控制装置时动时停,容易损坏水等问题存在。因此,除大型热水系统或需要较高水温的情形,才选择强制循环式,一般大多用自然循环式热水器。
(三)、暖房
太阳能暖房系统(space-heateng)利用太阳能作房间冬天暖房之用,在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低,室内必须有暖气设备,若欲节省大量化石能源的消耗,设法应用太阳幅射热。大多数太阳能暖房使用热水系统,亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统,及室内暖房风扇系统所组成,其过程乃太阳辐射热传导,经收集器内的工作流体将热能储存,在供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计,或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电,在加热房间,或透过冷暖房的热(heat pump)装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置,其将热水通至储热装置之中(固体、液体或相变化的储热系统),然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热,在把此热空气传送至室内;或利用另一种液体流至储热装置中吸热,当热流体流至室内,在利用风扇吹送被加热空气至室内,而达到暖房效果。
太 阳 能 电 池 的 开 发
太阳能电池是一种有效地稀收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件.下面介绍北京太阳能光电研究中心对太阳能电池的研究情况.晶体硅高效太阳电池和多晶硅薄膜太阳电池的研究开发以及研究成果向产业化转化。
1.高效晶体硅太阳电池 光电中心高效晶体硅太阳电池研究开发项目有钝化发射区太阳电池(PESC)、埋栅太阳电池(BCSC)及多晶硅太阳电池。●钝化发射区太阳电池(PESC)光电中心研究钝化发射区太阳电池(PESC)的基本目的是探索影响电池效率的各种机制,为降低太阳电池成本提供理论和工艺依据,推动太阳电池理论的发展。实验中采用的材料为区熔(FZ)、p-型(掺硼)〔100〕单晶硅,电阻率ρ=0.2~1.2Ωcm,厚度t=280-350μm,双面抛光。电池工艺包括正面倒金字塔织构化、前后表面钝化、制备选择性发射区、减反射表面、背场、前后金属接触等。目前电池达到的水平见表1。
表1 PESC电池的性能(测试条件AM1.5,25℃)
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 测试单位
656.1 37.4 0.806 19.79 4.04 北京市太阳能研究所
* VOC 开路电压,JSC 短路电流密度,FF 填充因子,η 转换效率,A 太阳电池面积(下同)
●埋栅太阳电池(BCSC)埋栅电池的制作工艺省去玻璃光伏项目各设备占比了复杂的多次光刻和蒸发电极步骤,减少了高温氧化次数,使整个电池制作工艺大大简化;埋栅不仅减小了电极阴影面积,还可减小欧姆接触电阻,是一种可实现产业化的高效电池技术。实验中使用的材料分别为:①区熔(FZ)、p-型(掺硼)〔100〕单晶硅,厚度t=300-400μm;②直拉(CZ)、p-型(掺硼)〔100〕单晶硅,厚度t=300—400μm;③太阳级(复拉)、p-型p〔100〕单晶硅,厚度t=300—400μm。电池的工艺包括表面织构化、钝化,制备选择性发射区、减反射表面、背表面场和金属化等。目前电池所达到的水平见表2。
表2 不同材料的BCSC电池的性能(测试条件:AM1.5,25℃)
材料(刻槽) Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF(%) η(%) A(cm2) ρ(Ω.cm) 测试单位
FZ(激光) 663.8 35.6 80.58 18.6 25 0.2 A
FZ(机械) 621.9 37.0 80.02 18.47 4 0.5 B
CZ(激光) 622.9 35.2 79.27 17.22 25 0.8 B
太阳级 (激光) 624.1 35.4 75.44 16.59 25 0.4 B
* A:美国国家可再生能源实验室,
B:北京市太阳能研究所
●多晶硅太阳电池 在PESC电池和BCSC电池的基础上,光电中心开展了多晶硅太阳电池的研究,以适应玻璃光伏项目各设备占比我国未来多晶硅太阳电池发展的需要。实验中使用的材料为Bayer公司p-型多晶硅片,厚340μm,电池制作工艺过程包括吸杂、制备p-n结、钝化、形成背场和金属化等。实验制备的最好电池的特性见表3。 表3 PESC电池的性能(测试条件:AM1.5,25℃)
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 测试单位
595.0 34.23 0.7129 14.53 1.0 北京市太阳能研究所
581.0 29.92 0.6787 11.8 10×10 (与北京有色金属研究总院合作项目)
2.多晶硅薄膜太阳电池
多晶硅薄膜太阳电池既具有体材料晶体硅电池性能稳定、工艺成熟和高效的优点,又有大幅度减少材料用量从而大幅度降低成本的潜力,因而成为目前光伏界的研究热点。光电中心采用快速热化学气相沉积(RTCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)和a-Si/μc-Si迭层电池等不同工艺对多晶硅薄膜太阳电池进行了研究。RTCVD多晶硅薄膜以SiH2Cl2或SiCl4为原料气体在石英管反应室内沉积而成。研究工作初期,以重掺杂非活性硅为衬底,电池性能列于表4。图1 RTCVD多晶硅薄膜太阳电池的结构 PECVD多晶硅薄膜太阳电池的结构为:(Al/Ag)/ITO/p-a-Si:H/n-a-Si:H/n-poly-Si/n++非活性Si衬底(0.005Ωcm)/Ti-Pd-Ag。其中n型Poly-Si薄膜(~10μm)采用快速PECVD和固相晶化法制备。电池的性能列于表4。a-Si/μc-Si迭层电池(与中国科学院半导体研究所合作)结构为:玻璃/SnO2膜/p-i-n a-Si:H电池炖p-i-n μc-Si:H电池炖Al。电池的性能列于表4。
表4 多晶硅薄膜太阳电池的性能(测试条件:AM1.5,25℃)
Voc(mV) Jsc(mA/cm2) FF η(%) A(cm2) 电池工艺
625.64 26.3 0.7357 12.11 1.0 RTCVD
455.0 21.18 0.6474 6.15 1.0 PECVD
1160 11.4 0.6740 8.91 0.126 RECVD(a-Si/pc-si)
3.太阳电池性能测试 中心已建立太阳电池和材料测试实验室,购置了必要设备。这些设备包括I-V测试系统,光谱响应测试系统,C-V测试系统,原子力显微镜,膜厚测试系统,保证了研究开发工作的需要。
太 阳 能 热 利 用 技 术
1. 新型高效太阳能集热器 开发和利用丰富、广阔的太阳能,对环境不产生和很少产生污染,既是近期急需的补充能源,又是未来能源结构的基础。国际上,太阳能的使用技术已进入新的发展阶段。在太阳能热利用系统中,重要的一个技术关键是如何高效率地收集太阳光并将其转变为热能。国内平板型太阳能集热器和全玻璃真空管太阳能热水器已形成产业,近20年来产量逐年增长,年产量达80多万平方米。近几年,我国又研制成具有国际先进水平的热管式真空管热水器,具有良好的应用前景。然而,我国太阳能热利用多限于低温范围,“九五”期间应扩大到中温和高温范围。这就要研究开发新型高效太阳能集热器。
2. 目标 研究、开发、应用新型高效太阳能集热器,为逐步扩大热利用的温度范围打下技术基础。研究开发四种新型高效集热器,并应用于太阳能空调及太阳能工业热水及发电系统等。
3.内容 ①直通式真空管集热器 ②同心套管式真空管集热器 ③储热式真空管集热器 ④聚光式真空管集热器
1.太阳能热利用系统研究及示范工程 热利用在太阳能利用技术中占有重要位置,是综合项目。但是,以往所取得的成绩是太阳能低温热水系统,而太阳能中、高温供热系统的研究是与工厂供热系统结合的大型太阳能利用工程,其中太阳能热发电是人类大规模利用太阳能的重要途径,是太阳能热利用的一个重要发展方向。事实上,只有与工业企业结合,太阳能的利用才能有更高的经济效益,更充分发挥出太阳能利用的优势,体现未来能源的意义。2.目标 建立两个太阳能工业用热的示范工程, 功率为200千瓦,工作温度为150一200度。 建立太阳能热发电中试电站。 通过以上两项研究和示范,拓宽我国太阳能热利用的领域。3.内容 ①太阳能工业用热系统的研究及示范工程 功率: 200千瓦 工作温度: 150一200℃ ②太阳能空调系统研究及示范工程 制冷能力: 200千瓦 ③太阳能热发电示范装置
太 阳 能 光 伏 技 术
(一)高效率低成本太阳电池研究与发展
1.背景 太阳能等新能源为世界2000年经济展望中最具决定性影响的五大技术领域之一,而太阳能光伏发电又是其中最受瞩目的项目之一。1994年,世界太阳能电池销售量已达64兆瓦,呈现飞速发展势态。我国太阳能电池销售已超过1.2兆瓦。累计用量约5兆瓦,其应用范围亦在不断扩大。近年来,市场销售量以20%的速度在递增,预计到2000年,我国太阳电池年用量将超过10兆瓦。目前晶体硅太阳电池组件已出现供不应求的短缺局面。为满足日益增长的市场需求,除已有企业要发挥现有生产潜力之外,还要积极研制开发多种高效、低成本的光伏电池,扩大我国太阳电池产业规模,提高技术经济效益。2.目标 提高效率,降低成本,扩大规模,推动我国光伏产业发展发展高效率、低成本多晶硅太阳电池技术,攻关与引进相结合,建立一条年生产能力为兆瓦级的生产线。提高单晶硅太阳电池组件的效率,降低生产成本,发挥现有生产能力,满足市场需求。 3.内容①兆瓦级多晶硅太阳电池组件生产线的建立主要技术经济指标: 组件效率13% 组件寿命20~25年②单晶硅太阳电池组件生产线的技术改造主要技术经济指标: 组件效率14~15% 组件寿命20~25年③高效率、低成本新型太阳电池的开发。
(二).太阳电池应用枝木研究及示范
1.背景 我国太阳电池应用领域在不断扩大,已涉及农业、牧业、林业、交通运输、通讯、气象、石油管道、文化教育及家庭电源等诸多方面,光伏发电在解决偏僻边远无电地区供电及许多殊场合用电上已起到引人注目的作用。但从总体的应用技术水平和规模上看,与工业发达国家相比仅有很大的差距,主要问题是光伏系统造价偏高、系统配套工程装备没有产业化、应用示范不够和公众对太阳电池应用的巨大潜力缺乏了解以及系统应用仅限于独立运行,还没有并网运行和与建筑业结合。因此,有必要加强太阳电池应用技术研究和示范,推进产业化,拓宽应用领域和市场。
2.目标 通过本项目执行,实现如下目标:小型光电源产业化 100千瓦容量以下的独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化研究井网光伏发电技术,为大规模应用做好前期准备
3.内容 ①小功率光伏电源产业化 功率范围:千瓦级、百瓦级 产业规模:总容量大于1兆瓦 系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上②独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化。功率范围: 10千瓦~100千瓦 系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上。③并网光伏发电技术研究和示范。兆瓦级并网光伏电站的前期研究 10千瓦并网光伏示范电站 100千瓦并网光伏电站用逆变器研制” 光伏电站运行及与电力系统相关技术研究。④高扬程光电水泵的研制 主要技术指标:扬程50~100米 太阳电池功率5千瓦~10千瓦。
这些是太阳能的作用,太阳能指的就是太阳能源,不包括阳光的其他作用.
光伏外线有什么
随着光伏行业已全面进入平价时代玻璃光伏项目各设备占比,双碳能源转型目标指引光伏新增装机迈向TW时代,光伏优质辅材有望搭乘平价东风打开天花板。
光伏产业链从上游硅料到光伏组件生产过程中需要用到玻璃光伏项目各设备占比的辅材包括玻璃光伏项目各设备占比:坩埚、热场、金刚线、银浆、铝浆、胶膜、玻璃、背板、铝边框、接线盒等,组件与BOS环节的逆变器、支架等配合形成光伏电站。
其中,光伏背板是组件背面的封装材料,处于光伏组件最外层,主要用于抵抗湿热等环境对电池片、EVA胶膜等材料的侵蚀,起到耐候及绝缘保护的作用,并在一定程度上提升光伏组件的光电转换效率。
光伏背板位于光伏产业链中上游环节:
资料来源:公开资料收集整理
光伏背板属轻资产行业,以复合型背板为例,以PET基膜、氟材料及胶黏剂等为主原材料占成本比重高达88%,因此材料的创新及使用是光伏背板行业的降本重点。
2021年国内主要以含氟背板为主,其占比为66%
就光伏背板市场结构而言,目前国内仍主要以含氟背板为主,2021年占比66%,预计随着双玻光伏组件发展,玻璃背板整体占比将持续提高。
图表 2 2021年中国光伏背板市场结构占比分布情况
资料来源:CPIA,灵动核心收集整理
如果背板按照500万平/GW计算,我们估算出背板年需求量,如下图所示:
图表 3 2022-2025年光伏背板需求量分析
数据来源:灵动核心收集整理
虽然背板的市场规模增长率暂时受到双玻组件渗透率的逐年提升的影响、成长增速开始放缓下降,但随着在部分使用场景下可以取代一面玻璃的透明背板、及能够应用于屋顶、及其他分布式电站场景的轻量化组件的出现,从2022年起给背板市场带来玻璃光伏项目各设备占比了额外的增长空间。此外,2021年6月国家能源局发布的《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,表明从国家政策层面加快推进国内的屋顶分布式光伏市场,也有望极大提升背板产品的国内市场规模。同时随着全球光伏发电装机量的增长,封装胶膜的市场规模和需求呈高速成长。绝缘条、定位胶带等存量电站的维修材料,市场规模和需求随光伏发电组件的存量规模的整体增长而持续增长。
光伏背板竞争格局:国产化率超90%,行业集中度高
国内背板市场以含氟材料为主,结构及材料由原来的多样化向少数几种主流结构(如双面含氟复合结构)集中,由原来的多国争霸向国产集中。
国外传统背板企业由于不适应快速降本的企业环境,利润率变薄,市场份额逐年降低,自2016年起,日本3M、日本东丽、德国肯博等国外企业相继退出中国背板市场。
随着中国光伏产业的高速发展,近年来国内涌现出数十家光伏背板公司,国内背板企业总产能已充分满足国内及全球市场需求。
光伏背板国产化率超过90%,行业集中度较高。只有部分组件产品招投标中指定采用进口PVF(美国杜邦)或PVDF(阿科玛)的氟膜材料生产的KPK或TPT结构背板,受限于成本较高,进口产品需求量会更趋萎缩。
从国内主要光伏背板企业经营状况来看, 2021年赛伍技术公司营业收入为14.25亿元,中来股份公司营业收入为18.51元,明冠新材公司营业收入为10.54亿元,福斯特公司营业收入为7.5亿元,乐凯胶片公司营业收入为10.58亿元。
图表 4 主要企业近几年营业收入情况(单位:亿元)
数据来源:各公司年报、灵动核心收集整理
根据数据显示,2020年全球市场CR3占比达62%,其中赛伍技术连续七年占比全球第一。2021以来,受PVDF 氟膜的供应短缺和原材料价格大幅上涨的影响,赛伍技术拉长了光伏背板的产品线,整体光伏背板产销小幅度下降,营收小幅度回升,相较而言中来股份整体产销和营收皆出现较大增长,无论是从光伏背板产销数据还是从营收来看,中来股份已超过赛伍技术成为新的全球龙头。
图表 5 2021年中国光伏背板市场份额占比情况
资料来源:灵动核心收集整理
行业发展趋势:透明背板成核心驱动力
2021年全球新增光伏装机量约为183GW,其中单面单玻组件占比约70%,双面双玻组件约30%。
受双面电池及玻璃薄片化驱动,双玻组件占比不断提升,传统有机背板需求近乎停滞,透明背板凭借轻量化优势与光伏玻璃形成差异化竞争。
根据赛伍的预测,能取代玻璃的使用场景是轻量化组件,主要是应用在屋顶和部分发达国家的地面电站,透明背板对玻璃替代的可能性在20~30%之间。
国家“十四五”重点发展的薄膜产品中鼓励发展高端光伏背板膜产品,并且随着“碳中和”写入政府工作报告及光伏度电成本的不断下降,光伏发电将展现出更强的成本竞争力,应用领域将继续扩大,我国光伏市场规模仍将保持增长态势。
你好,请问下光伏玻璃现在市场上的主要用途吗?我有个亲戚是生产这种产品的,我想了解下,帮他销售
太阳能光伏玻璃是太阳能电池产业中一个重要的新兴配套产品,它随着光伏行业的发展而逐渐壮大。目前,国内一些大企业开始介入太阳能电池玻璃生产领域,单条生产线的生产能力在日产250~500吨。据了解,我国光伏领域玻璃的需求量以每年50%的速度递增,2010年已超过2500万平方米,太阳能电池玻璃市场前景非常广阔。从发展趋势看,我国将成为未来太阳能电池玻璃重要的生产基地。
我国太阳能玻璃的生产起步较晚。目前国内能够生产低铁(超白)玻璃(含压延超白玻璃)的生产线已经有10多家,分布在山东、江苏、上海、浙江、广东、河南等地区,拥有20多条生产线,实际产能约日产3000吨左右。其中山东、江苏、上海、浙江、广东等地的产品大部分出口荷兰、德国、日本、韩国、泰国和我国台湾地区,在国内基本直接出售原片给其他加工玻璃商的市场正逐步上升。
就目前国际市场而言,世界上只有美国PPG、法国圣戈班、英国皮尔金顿、日本旭硝子、比利时Glaverbel等少数企业能够生产质量优异的低铁超白太阳能玻璃,但产量无法满足全球日益增长的市场需求。
太阳能光伏玻璃的分类与应用
光伏玻璃分类。用于太阳能电池的光伏玻璃基片,一般包括超薄玻璃、表面镀膜玻璃、低铁含量的(超白)玻璃等类型。根据使用的性质和制造方法不同,光伏玻璃又可分为3种产品,即平板型太阳能电池的盖板,一般为压延玻璃;在平板玻璃表面镀上通常厚度只有几微米的半导体材料制成的薄膜电池导电基片;集热式光伏系统使用的透镜或反光镜类的玻璃。这3种产品的特性和作用完全不同,其附加值也有很大的差别。
如今应用最广的太阳能光伏玻璃是高透光率玻璃,它是低铁含量的玻璃,也就是我们俗称的超白玻璃。铁在普通玻璃中属于杂质(吸热玻璃除外),铁杂质的存在,一方面使玻璃着色,另一方面增大玻璃的吸热率,也就降低了玻璃的透光率。
玻璃中的铁是由原料本身、耐火材料或金属材质的生产设备等引入的,不可能完全避免。人们只能通过生产控制尽可能减少铁在玻璃中的含量。目前,太阳能电池玻璃的铁含量在0.008%~0.02%之间,而普通浮法玻璃的铁含量在0.7%以上,低的铁含量杂质可带来高的太阳光透过率。就国内应用最多的3.2mm厚和4mm厚玻璃而言,太阳光可见光透射比一般达到90%~92%。
太阳能光伏玻璃作为太阳能装置的最重要组件之一,要求玻璃板必须高度透明,因此对用于生产太阳能玻璃的硅质原料中含铁量要求十分严格,Fe2O3含量一般在140~150ppm。
光伏玻璃的应用。据报道,世界上最早采用透明平板玻璃作基板研制应用于太阳能电池的国家是德国。德国科技人员将这种板状的太阳能电池作为窗玻璃安装在建筑物上,它可将摄取的电能直接供给住户使用,多余的电能还可输入电网,这种最初的太阳能电池用玻璃的开发利用,不久后被美国及日本等国所重视,由此加快了用于太阳能的低铁、超薄玻璃的研制开发与应用的步伐。
TCO镀膜玻璃的特性及种类
TCO玻璃是一种镀有导电膜的光伏玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,它是在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜。TCO玻璃首先被应用于平板显示器中,现在ITO类型的导电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年,晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展。目前,薄膜太阳能电池占世界光伏的市场份额已超过10%,光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件,市场需求迅速增长,已成为高科技镀膜玻璃产品。
在太阳能电池中,晶体硅片类电池的电极是焊接在硅片表面的导线,前盖板玻璃仅需达到高透光率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导电薄膜上镀制一种半导体膜,再镀制背电极。
光伏用TCO玻璃的发展前景。当光伏产业以连续5年近40%的速度向前发展时,主流产品晶体硅太阳能电池的上游原材料多晶硅的供给出现了空前的紧缺。多晶硅价格从2003年的24美元/公斤上涨到目前现货价格超过300美元/公斤。与晶体硅太阳能电池相比,薄膜太阳能电池具有弱光应用性强及形状可塑性强等特点,晶体硅价格的上涨无形中推动了薄膜太阳能电池的发展。目前,薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10%,伴随着多晶硅价格的走高,薄膜太阳能电池的发展有望进一步加速。
由于薄膜电池的转化效率各不相同,我们以主流的非晶硅为计算依据,折合每平方米的电池标称功率为50瓦,也就是说,每50瓦的电池将使用1平方米的TCO玻璃。据此可以计算出,2007年世界上光伏产业对TCO玻璃的需求为700万平方米。这一数字看似不大,但正是由于TCO玻璃生产技术的高端性,导致目前世界上的主要供应商仅有两家。随着太阳能电池产业超过50%的年增长率,产品已经开始供不应求,每平方米售价达到了20美元以上。
据有关权威机构预测,薄膜太阳能电池将继续保持高速增长。目前,多家厂商和研究机构正在进行TCO玻璃产业化的过程,产量将会不断扩大,高性能的新型产品也将不断推出。正是由于薄膜太阳能电池的飞速发展,使目前光伏用TCO玻璃在市场上变得非常紧俏。在导电玻璃的领域中,光伏TCO玻璃有着独特的性能要求,这些特性指标与太阳能电池的输出特性密切相关。可以说,薄膜太阳能电池的发展将在一定程度上依赖于光伏TCO的改进程度。能源的紧缺促进了光伏产业的发展,也必将拉动光伏TCO玻璃产品的市场需求。
国际太阳能玻璃机械制造业市场看好。目前,在国际上随着太阳能产业市场的扩张,欧洲的几家压花玻璃制造商正经历着来自太阳能玻璃制造商的前所未有的需求。
光伏产业正在争取在成本上变得有竞争力。据预测,大约在1~4年内可以实现使用光伏发电设施的发电成本不超过使用常规手段发电的成本。这其中,玻璃起到的作用越来越大。
为了实现太阳能发电产品的成本效益具有竞争性,太阳能产品必须降低价格。目前在欧洲,每瓦太阳能发电的成本由3~4欧元降到1欧元以下,这种降价趋势也适用于玻璃行业。目前,厚膜模块制造成本占玻璃成本约5%,薄膜组件的成本占1%~25%。
如果光伏产业成本减少2/3,考虑到玻璃价格保持稳定,这相当于产品成本中玻璃的因素将增加3倍,即厚膜模块成本占15%,薄膜模块为45%~75%。
经过多年发展,我国太阳能热利用产品应用已非常普及,并形成了比较完整的太阳能光伏产业链,国内太阳能光伏发电市场也已开始启动,起步良好。
据统计,我国太阳能热利用产业规模已占到全球的78%,我国是世界上最大的太阳能集热器生产国和使用国之一。2010年,我国太阳能热水器保有量约达1.73亿平方米,位居世界第一。目前,我国太阳能热利用产业科技水平和产品质量较高,应用领域已涵盖热水、采暖、建材、印染、养殖等多个领域;生产装备完善,工业化生产模式基本形成,并建立了现代化企业制度和多元化营销模式,以及完善的标准化体系。
我国在“十二五”期间,将采取多项措施促进太阳能热利用产业的发展和国内光伏市场的稳步启动。一是继续推广利用太阳能热水器,到2015年,我国太阳能热利用面积将达到4亿平方米。二是加大对太阳能发电技术研发的支持力度,建设国家级太阳能研发实验中心,增加财政和企业的研发投入。三是稳步启动国内太阳能发电市场,在太阳能资源丰富、具有荒漠和荒芜土地资源的地区,建设一批大型并网光伏示范电站;在城镇推广与建筑结合的分布式并网光伏发电系统;在偏远、无电地区推广光伏发电系统或建设小型光伏电站。四是引导我国太阳能光伏发电产业健康发展,加快光伏发电产业科技创新和进步,将其培养成为我国先进的装备制造和新兴能源支柱产业。
光伏玻璃市场需求与技术成本
光伏玻璃是太阳能电池中成本占比最大的辅材,主要包括晶硅电池所用超白压延玻璃和薄膜电池所用TCO玻璃。光伏行业的高速发展将带动相关辅材行业的成长。
超白压延玻璃供不应求将缓解。超白压延玻璃是晶硅电池所用的盖板玻璃,其铁含量较普通浮法玻璃低很多,阳光透射率可达90%~92%。通过在玻璃原片上进行钢化和镀减反膜,还可以增加玻璃的强度和透光率,可提高电池的转换效率。
据有关方面预测,2011年全球光伏新增装机量将达22.2GW,欧洲市场正逐步走向市场驱动,中国市场即将启动,光伏实际装机量可能大超预期。保守预计,我国太阳能电池产量占全球的55%,晶硅电池占其中的90%,2011年我国晶硅电池产量约11GW。
TCO玻璃技术门槛保障高利润率。TCO玻璃是在超白浮法玻璃表面通过物理或化学方法镀上透明的导电氧化物薄膜制成。预计2011年,薄膜太阳能电池占全球电池产量的18%,产量超4GW。若全部使用TCO玻璃,按每60W大约使用1平方米的TCO玻璃计算,2011年TCO玻璃的全球需求量约6700万平方米。随着国内BIPV的推广,非晶硅技术和CIGS技术的进一步成熟,国内薄膜电池将面临新一轮的高发展时期,TCO玻璃的国内市场空间也相当可观。
但由于TCO玻璃对透光率、厚度、导电能力等指标都要求苛刻,生产技术门槛较高,目前TCO玻璃工艺主要掌握在海外公司手中。此外,TCO玻璃镀膜设备因技术难度高及投资成本高,被美国等少数厂商垄断,国内介入TCO玻璃生产的厂商现今还不多。目前,国内TCO玻璃严重供不应求,已突破技术难关的国内企业,订单饱满,可在较长时间内享受技术壁垒带来的行业高利润率。
光伏玻璃行业需求广阔,但国内企业面临一定的产能增长过快、行业竞争加剧、部分技术难关尚未突破等问题,行业的波动性使超高的利润率无法长期延续,值得光伏玻璃行业的商家关注。
光伏发电项目设备价格变化最大的是什么部件
光伏组件重点有硅料,硅片,银浆,玻璃,串焊,封装,物流七个对组件成本影响最大的环节。其中,价格变化最大的就是硅料。2018年是0.065美元一瓦,降到2020年的0.025美元一瓦,降幅达百分之六十。2020年3月从0.025美元一瓦涨到2021年4月的0.11美元一瓦,涨幅达到340%。所以说,硅料的价格变化最大。