光伏组件是最小有效(xiao)发电单位,主要由九(jiu)大核(he)心(xin)部分组成(cheng)。
光伏电池片单片发电量有限,需经串联和封装为组件,才能作为电源使用,因此光伏组件是可以单独提供直流电输出的最小的不可分割的太阳电池装置。 光伏组件主要包括电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、硅胶、接线(xian)盒等九大(da)核心组成部分(fen)。
组件(jian)设(she)备(bei)与(yu)组件(jian)制(zhi)备(bei)的各(ge)个工艺流程相对应,主要设(she)备(bei)包括(kuo)激(ji)光(guang)划片机、串(chuan)焊机、自动叠 层设(she)备(bei)、层压机以及自动流水线(xian)。
具体环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)看,焊(han)(han)接(jie)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)的(de)(de)设备(bei)(bei)有激光(guang)划(hua)片机(ji)、汇流条焊(han)(han) 接(jie)机(ji)、电(dian)池片串(chuan)焊(han)(han)机(ji);层叠(die)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)的(de)(de)设备(bei)(bei)为摆(bai)模板机(ji);层压(ya)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)层压(ya)机(ji);EL 测试环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao) EL测试仪(yi);装(zhuang)框(kuang)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)的(de)(de)设备(bei)(bei)为自(zi)动(dong)摆(bai)框(kuang)装(zhuang)框(kuang)机(ji);装(zhuang)接(jie)线(xian)盒(he)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)接(jie)线(xian)盒(he)焊(han)(han)接(jie)机(ji);清(qing)洗环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)的(de)(de)设备(bei)(bei)为组(zu)(zu)件翻(fan)转单元;IV 测试环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)用到的(de)(de)设备(bei)(bei)为IV曲线(xian)测试仪(yi);成品检(jian) 验环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)的(de)(de)设备(bei)(bei)为翻(fan)转检(jian)查单元;包(bao)装(zhuang)环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie)需要(yao)(yao)包(bao)装(zhuang)产线(xian)。除(chu)上述单一设备(bei)(bei)外,设备(bei)(bei)厂商(shang)还 可(ke)提供组(zu)(zu)件自(zi)动(dong)化装(zhuang)备(bei)(bei)产线(xian),涵盖各个环(huan)(huan)(huan)(huan)节(jie)(jie),实(shi)现(xian)交钥匙(chi)工(gong)程。在(zai)单GW组(zu)(zu)件产线(xian)的(de)(de)设备(bei)(bei)投资(zi)中,串(chuan)焊(han)(han)机(ji)和层压(ya) 机(ji)的(de)(de)价值(zhi)量(liang)较高,投资(zi)占比(bi)约为33%和13%。
目前(qian)大(da)规模应用的电池片技(ji)术路(lu)线主要有 TOPCon 和 HJT 两种。
TOPCon与现有(you)产(chan)(chan)线兼容性高(gao)(gao),相比(bi)PERC效率(lv)提升(sheng) 1-1.5pct 左右,可在现有(you)产(chan)(chan)能(neng)上进行升(sheng)级改造(zao),发挥现有(you)产(chan)(chan)能(neng)潜(qian)力的(de)高(gao)(gao)性价比(bi)选(xuan)择,随着2021年(nian)部分TOPCon中试线投(tou)产(chan)(chan),2022年(nian)批量规模产(chan)(chan)能(neng)落地(di),TOPCon产(chan)(chan)能(neng)占比(bi)提升(sheng)的(de)趋势将(jiang)得(de)到显现。
异(yi)质结(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer,HJT)理论转换(huan)效率可达(da)到28%,有衰减(jian)率低、温(wen)度系数低、双面率高、弱(ruo)光效应(ying)等优点,可带(dai)来明(ming)显的全生命周期发(fa)电效益提(ti)升。但HJT设备更(geng)迭(die)成本较高,且(qie)目前技术(shu)水平(ping)与理论峰值尚有差距,历史产能负担(dan)轻的新进入企(qi)业较多。
2020年我国电池片总产(chan)(chan)能201GW,同比增(zeng)长(zhang)22.8%,占全(quan)(quan)球总产(chan)(chan)能比例(li)80.7%。预(yu)计2021年(nian)(nian)总产(chan)(chan)能将(jiang)达到(dao)308GW,全(quan)(quan)球约360~385GW,其(qi)中TOPCon和HJT产(chan)(chan)能均以(yi)中试(shi)线为主,2022年(nian)(nian)有望规模落地(di)的项目多(duo)为TOPCon,短期内TOPCon增(zeng)量将(jiang)远超(chao)HJT。
光伏胶膜市场(chang)主(zhu)要(yao)以EVA、POE 胶(jiao)(jiao)膜为主(zhu),主(zhu)要(yao)为透明EVA胶(jiao)(jiao)膜、白(bai)色 EVA 胶(jiao)(jiao)膜、POE胶(jiao)(jiao)膜(包括多层(ceng)共(gong)挤 POE 胶(jiao)(jiao)膜)三种类别。
目前组件封装材料仍以EVA胶膜为主,至今一直为市场的主流产品,但其占比有所下降,2020年约占光伏胶(jiao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)整体市(shi)(shi)场的(de)(de)56.7%;POE胶(jiao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)和共挤型 POE 胶(jiao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)占25.5%的(de)(de)市(shi)(shi)场份额(e)。我们预计随着双玻组件(jian)、双面(mian)电池的(de)(de)大规模应用,POE/多层共挤POE胶(jiao) 膜(mo)(mo)(mo)(mo)到2030年(nian)的(de)(de)总体市(shi)(shi)场渗透率可(ke)以(yi)达到36.2%,多层共挤POE胶(jiao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)在内 的(de)(de)高品质胶(jiao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)有望进一(yi)步提(ti)升市(shi)(shi)场规模。
目(mu)前国内EVA市场一(yi)直处(chu)于供不(bu)应(ying)求的态势(shi),为(wei)了满足日益(yi)增(zeng)长(zhang)的旺(wang)盛需求,EVA厂家纷(fen)纷(fen)实施扩能计划(hua)。
受疫(yi)情影响(xiang),原计(ji)划在2020年(nian)(nian)投产的4套EVA装置全(quan)部推迟至2021年(nian)(nian),预计(ji)到(dao)(dao)(dao)2021年(nian)(nian)底,我(wo)国EVA总产能将达到(dao)(dao)(dao)187.2万(wan)吨/年(nian)(nian);到(dao)(dao)(dao)2022年(nian)(nian)底我(wo)国EVA总产能将达到(dao)(dao)(dao)247.2万(wan)吨/年(nian)(nian),行(xing)业竞争将会十分(fen)激(ji)烈。
光伏玻璃主要(yao)分(fen)为(wei)超(chao)白(bai)压延玻(bo)璃(li)(li)和超(chao)白(bai)浮法玻(bo)璃(li)(li),两种玻(bo)璃(li)(li)的工(gong)艺不同。
与超白浮法玻璃相比,超白压花玻璃的正面用特殊的绒面处理,减少光的反射,反面用特殊花型处理,极大地增强了太阳光不同入射角的透过率。在太阳光斜射及电池组件呈角度安装时,超白压花玻璃比超白浮法玻璃的综合光透射比高约3%至4%。根据实践经验,太阳光透过率每提高1%,光伏电池组件发电功率可提升约0.8%,因此超白压花玻璃是晶体硅电池面板的首选材料。晶硅电池是目前技术最成熟、应用最广泛的光伏 电池,其在全球光伏电池(chi)市(shi)场的份(fen)额始终保持(chi)在 80%以(yi)上(shang),所以(yi)超(chao)白压延(yan)玻(bo)璃(li)在市(shi)场中占据更大份(fen)额。超(chao)白浮法玻(bo)璃(li)主(zhu)要应用于薄膜电池(chi)。
目前,组件厂商对透光率的(de)要求在 93.5%到 94%之间。
2020年,钢化镀膜玻璃大部分为单层镀膜,透光率平均约93.9%,2021年以后新投玻璃产能基本均采用双层镀膜,透光率可做到 94.2%以上。这对玻璃的透光率、反射率、强度、外观质量以及 与光伏电池片的适应性要求很高,因此超白玻璃在料方设计、工艺系统设计、熔窑窑池结构、操作制度、控制制度和产品质量 标准等方面的要求都远高于普通玻璃。这拉开了普通玻璃制造企业与超白玻璃制造企业的技术差距,形成了普通玻璃制造企业进入光伏玻璃行(xing)业的技术壁垒。
太阳能背板是常规光伏组件的重(zhong)要(yao)组成(cheng)(cheng)部分(fen),成(cheng)(cheng)本占比约3%。
常规太阳能组件自上而下一般为“玻璃+EVA 胶膜+电池片+EVA胶膜+背板”的传统结构。背板位于太阳能电池组件背面的最外层,保护电池组件免受外界环境的侵蚀,起到耐候绝缘的作用,因而需具备优异的耐高低温、耐紫外辐射、耐环境老化和水汽阻隔、电气绝缘等性能。根据材料属性,光伏背板分为含氟背板与非氟背板,行业目前以含氟背板为主;根据生产工艺,光伏 背板可分为复合型、涂覆型和共挤型。 常规光伏组(zu)件背面(mian)采用传(chuan)统背板,不(bu)具(ju)有(you)透(tou)光性(xing);双面(mian)组(zu)件具(ju)有(you)双面(mian)透(tou)光的特(te)性(xing),正面(mian)发(fa)电的同时,背面(mian)也可通过吸收 地面(mian)等(deng)周围环境的反射光、散(san)射光等(deng)方式进行发(fa)电。
相较于单面组件,双面组件能够带来 5%-30%的发电增益,降本增效效果更加显著。包括光伏组(zu)(zu)件(jian)龙(long)头晶(jing)科、晶(jing)澳(ao)在内的(de)多(duo)家组(zu)(zu)件(jian)生产(chan)商已陆续规(gui)划(hua)双面组(zu)(zu)件(jian)产(chan)能(neng)。2019年,双面组(zu)(zu)件(jian)占(zhan)比达(da)到14%,较(jiao)2017年的(de)2%提(ti)高(gao)了12个(ge)百(bai)分点,市(shi)场占(zhan)比快速(su)提(ti)升。预(yu)计2023年,双面组(zu)(zu)件(jian)市(shi)占(zhan)率有望达(da)到50%,成为行(xing)业重要产(chan)品类型。
双玻(bo)为(wei)当前双面组(zu)(zu)件(jian)的(de)主流解决(jue)方(fang)案。但是(shi)由(you)于玻(bo)璃(li)(li)本身的(de)性(xing)能(neng)优势,双玻(bo)组(zu)(zu)件(jian)的(de)耐磨(mo)性(xing)、绝缘性(xing)以(yi)及防水(shui)性(xing)能(neng)等(deng)方(fang)面均(jun)强于单面组(zu)(zu)件(jian),无(wu)铝(lv)框设计(ji)的(de)双玻(bo)组(zu)(zu)件(jian)还(hai)能(neng)够有效(xiao)降低PID衰减现(xian)象出(chu)现(xian)的(de)概(gai)率。但同(tong)时(shi),双玻(bo)组(zu)(zu)件(jian)也(ye)面临(lin)玻(bo)璃(li)(li)重量大(da)不容(rong)易运输、易出(chu)现(xian)黄变、爆(bao)裂现(xian)象以(yi)及无(wu)铝(lv)框设计(ji)造(zao)成(cheng)组(zu)(zu)件(jian)易变形等(deng)问题。
透明背(bei)板(ban)的出现有效(xiao)解决(jue)双玻组件痛点。
目前(qian)市场(chang)上透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)可见(jian)光透(tou)(tou)(tou)(tou)过率(lv)大(da)于90%,高透(tou)(tou)(tou)(tou)光率(lv)符合双(shuang)面组件(jian)的(de)需求。相(xiang)较(jiao)于双(shuang)面双(shuang)玻组件(jian),透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)具有成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian)及(ji)发(fa)电量高等优势。双(shuang)玻组件(jian)、KPC 透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)组件(jian)、CPC 透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)组件(jian)单瓦成(cheng)本(ben)分别为0.61 元、0.61 元及(ji) 0.59 元,未来透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)具有较(jiao)大(da)降(jiang)本(ben)空间,且轻质使得运输成(cheng)本(ben)下降(jiang),透(tou)(tou)(tou)(tou)明(ming)背(bei)(bei)板(ban)(ban)在成(cheng)本(ben)上具有竞争(zheng)力。
同时,南方(fang)电网实证证明(ming)透(tou)明(ming)背(bei)板组件(jian)日(ri)平(ping)均(jun)发电小(xiao)时数比(bi)双(shuang)玻组件(jian)高0.02 小(xiao)时,发电量增益 0.33%。透(tou)明(ming)背(bei)板亦(yi)可(ke)有效解决双(shuang)玻组件(jian)易受盐(yan)碱腐蚀(shi)及(ji)UV衰退等痛点,具有其独立市场。
光伏赛道的逻辑,在于替换火电。火电目前占比80%,到了2030年,光伏要达到30%,风电(dian)24%,水电(dian)15%,核电(dian)8%。
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