Aluminiumhydroxid für Photovoltaikglas

Die kristalline Silizium-Solarzelle selbst weist eine geringe mechanische Festigkeit auf und ist bruchgefährdet. Feuchtigkeit und korrosive Gase in der Luft oxidieren und korrodieren die Elektrode, die den rauen Bedingungen im Freien nicht standhält. Daher werden Solarzellen üblicherweise mit Photovoltaikglas, EVA und der Rückseite verkapselt. Das Photovoltaikglas in den Photovoltaikmodulen schützt die Zelle vor Wasser- und Gaskorrosion, blockiert Sauerstoff, um Oxidation zu verhindern, bietet hohe und niedrige Temperaturbeständigkeit, gute Isolation und Alterungsbeständigkeit. Photovoltaikglas ist ein eisenarmes Silikatglas, auch bekannt als ultraweißes, geprägtes Glas.

Das in kristallinen Siliziumzellen verwendete Photovoltaikglas unterscheidet sich von Floatglas. Die Oberseite des Photovoltaikglases ist rauhenfarben, wodurch die Bildung von Spiegelreflexionen durch direktes Einfallen des Lichts auf die Moduloberfläche erschwert wird. Die Unterseite ist geprägt, was die Haftung der EVA-Folie verbessert.

Die Hauptbestandteile von Photovoltaikglas

Zu den wichtigsten Rohstoffen für Photovoltaikglas gehören Quarzsand, Soda, Kalkstein, Dolomit, Natriumnitrat, Glaubersalz, Natriumpyroantimonat, Aluminiumhydroxid usw. Quarzsand dient hauptsächlich der Netzwerkbildung und macht in der Regel den größten Teil der Glasbestandteile aus. Soda liefert vorwiegend Natriumoxid und senkt damit die Schmelztemperatur des Glases. Kalkstein dient hauptsächlich dazu, die Viskosität des Glases auf den gewünschten Wert einzustellen, sodass die Formgebungszeit den Anforderungen entspricht. Glaubersalz wird hauptsächlich als Klärmittel eingesetzt, um Blasen im Glas zu entfernen und die Lichtdurchlässigkeit zu verbessern.

Verbrauchsverhältnis von Photovoltaikglas-Rohstoffen

Photovoltaikglas wird üblicherweise im Kalandrierverfahren hergestellt. Der Produktionsprozess lässt sich in zwei Phasen unterteilen: die Plattenherstellung und die Weiterverarbeitung. Die Rohproduktion umfasst im Wesentlichen das Mischen, Schmelzen, Kalandrieren, Tempern und Schneiden. Beim Walzen wird das flüssige Glas bei etwa 1100 °C durch Kalanderwalzen geführt und abgekühlt. Dabei wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit eine bestimmte Dicke, Breite und Struktur erreicht. Der Glasausbeute beträgt 91,5 %. Nach dem Tempern im Kühlkanal weist das Glas eine relativ stabile Spannungskurve auf, ist bruchfest und lässt sich gut schneiden und weiterverarbeiten. Es ist wichtig zu erwähnen, dass sich die Produktionslinien für Photovoltaik-Prägeglas und Floatglas unterscheiden.

Die Weiterverarbeitung besteht üblicherweise aus der Beschichtung und Vorspannung des Originalglases. Die Beschichtung dient der Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit des Photovoltaikglases, die Vorspannung der Erhöhung der mechanischen Eigenschaften des Glases. Die Biegefestigkeit von vorgespanntem Glas ist 3- bis 5-mal so hoch wie die von normalem Glas, die Schlagfestigkeit ist 5- bis 10-mal so hoch wie die von normalem Glas. Dadurch wird nicht nur die Festigkeit, sondern auch die Sicherheit erhöht.

Prozessablauf für Photovoltaikglas

Für die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikglas (02) ist eine gute Lichtdurchlässigkeit erforderlich. Unbeschichtetes Stahlblech weist im Allgemeinen eine Lichtdurchlässigkeit von über 91 % auf (Wellenlängenbereich 380 nm bis 1100 nm), während beschichtetes Glas nach einer Weiterverarbeitung bis zu 93,5 % erreichen kann. Darüber hinaus muss Photovoltaikglas bestimmte Witterungsbeständigkeits- und mechanische Eigenschaften aufweisen. Gemäß GB T 30984.1-2015 „Solarenergieglas Teil 1: Ultraweißes Prägeglas“ muss Photovoltaikglas für Photovoltaikmodule folgende Mindestanforderungen erfüllen.

Photovoltaik-Glasindustrie in China

Die Markteintrittsbarrieren in der Photovoltaik-Glasindustrie sind hoch, die Konzentration ist höher, die Produktion erfordert langjährige Erfahrung und einen durchgängigen Produktionsprozess sowie höhere Anfangsinvestitionen. Ein Photovoltaik-Glasofen mit einer Kapazität von 900 Tonnen/Tag benötigt eine Anfangsinvestition von 900 Millionen Yuan, ein Ofen mit einer Kapazität von 550 Tonnen etwa 300–400 Millionen Yuan. Große Öfen weisen im Vergleich zu herkömmlichen Öfen niedrigere Herstellungskosten auf (bis zu 20 % geringerer Energieverbrauch). Daher profitiert die Photovoltaik-Glasindustrie von deutlichen Skaleneffekten, und die Technologie für die Schmelzkernherstellung liegt hauptsächlich in den Händen führender Unternehmen. Kleine und mittlere Unternehmen verfügen nicht über die technischen und wirtschaftlichen Ressourcen, um in den Bau von Öfen mit einer Kapazität von 1000 Tonnen zu investieren.

Seitdem China 2006 die technologische Hürde der Photovoltaikglasproduktion überwunden hat, hat sich die heimische Photovoltaikindustrie in weniger als zehn Jahren rasant entwickelt. Nachdem China zuvor vollständig auf Importe angewiesen war, avancierte es zum weltweit größten Hersteller von Photovoltaikglas. Über 90 % der weltweit verwendeten Silizium-Module basieren auf in China produziertem Photovoltaikglas. Im Vergleich zu ausländischen Herstellern bietet chinesisches Photovoltaikglas deutliche Vorteile hinsichtlich Qualität und Kosten. Stand Dezember 2017 verfügte China über 24 Produktionsanlagen für ultraweißes, kalortiertes Glas, 40 Brennöfen und 135 Produktionslinien mit einer Gesamtkapazität von 21.290 Tonnen pro Tag. Berechnet auf Basis der branchenüblichen Ausbeute von 78 % beträgt die inländische Produktion von Rohmaterialien für ultraweißes, kalortiertes Glas rund 14.773,20 Tonnen pro Tag.

Markterwartungen

2018 markiert den Marktstart von doppelseitigen Komponenten. Deren Marktanteil wird rasant steigen und die Nachfrage nach Photovoltaikglas deutlich ankurbeln. Die Berechnungen zeigen den prognostizierten Bedarf an Photovoltaikglas in der folgenden Tabelle. Da einige ältere Photovoltaikglas-Brennöfen 2018 einer Kaltreparatur bedürfen, wird die tatsächliche Produktionskapazität unter der geplanten liegen. Angebot und Nachfrage werden sich 2018 daher voraussichtlich nicht decken.

Den Ergebnissen zufolge herrschte seit dem vierten Quartal 2017 ein angespanntes Angebot und eine geringe Nachfrage nach Photovoltaikglas. Da das erste Quartal 2018 in der Photovoltaikbranche eine Nebensaison ist, dürfte der Preisanstieg bei Photovoltaikglas – bei beschichteten Platten von 31 Yuan pro Quadratmeter oder mehr und bei Glas von etwa 21 Yuan pro Quadratmeter – zu einer deutlichen Verbesserung der Bruttomargen der Photovoltaikglasunternehmen führen.