De kristallijne silicium zonnecel zelf heeft een lage mechanische sterkte en is gevoelig voor breuken. Vocht en corrosieve gassen in de lucht zullen de elektroden geleidelijk oxideren en aantasten, waardoor ze niet bestand zijn tegen de zware omstandigheden in de buitenlucht. Om deze reden worden zonnecellen meestal verpakt in fotovoltaïsch glas, via EVA en een achterpaneel. Fotovoltaïsch glas in de zonnecellen beschermt de batterij tegen erosie door water en gassen, blokkeert zuurstof om oxidatie te voorkomen, is bestand tegen hoge en lage temperaturen, heeft een goede isolatie en is bestand tegen veroudering. Fotovoltaïsch glas is een soort silicaatglas met een laag ijzergehalte, ook wel bekend als ultrawit reliëfglas.
Het fotovoltaïsche glas dat in kristallijne siliciumcellen wordt gebruikt, verschilt van floatglas. Het bovenoppervlak van het fotovoltaïsche glas is getextureerd, waardoor het moeilijk is voor licht dat direct op het oppervlak van de module valt om spiegelende reflecties te veroorzaken. Het onderoppervlak is reliëfachtig, wat de hechting met EVA-folie verbetert.
De belangrijkste componenten van fotovoltaïsch glas
De belangrijkste grondstoffen voor fotovoltaïsch glas zijn onder andere kwartszand, soda, kalksteen, dolomiet, natriumnitraat, glauberzout, natriumpyroantimonaat en aluminiumhydroxide. Kwartszand speelt voornamelijk een rol als netwerkvormend materiaal en vormt meestal het grootste deel van de glassamenstelling. Soda wordt voornamelijk gebruikt om natriumoxide te leveren en zo het smeltpunt van het glas te verlagen. Kalksteen heeft als belangrijkste functie het aanpassen van de viscositeit van het glas tot de juiste waarde, zodat de uithardingstijd aan de eisen voldoet. Glauberzout wordt voornamelijk gebruikt als klaringsmiddel om luchtbellen in het glas te verwijderen en de lichtdoorlatendheid van het glas te verbeteren.
Verbruiksverhouding van grondstoffen voor fotovoltaïsch glas
Fotovoltaïsch glas wordt doorgaans vervaardigd met behulp van de kalandeermethode. Het productieproces kan worden onderverdeeld in twee fasen: plaatproductie en verdere bewerking. De basisproductie omvat hoofdzakelijk het mengen, smelten, kalanderen, gloeien en snijden. Tijdens het walsen wordt het gesmolten glas op ongeveer 1100 °C door kalanderrollen gerold en afgekoeld tot een bepaalde dikte, breedte en patroon is bereikt. Het glas wordt voor 91,5% doorgebrand. Na het gloeien in een gloeioven krijgt het glas een relatief stabiele spanningscurve, een bepaalde sterkte, is het minder snel breekbaar en is het geschikt voor snijden en verdere bewerking. Het is belangrijk om te benadrukken dat er een verschil is tussen de productielijn voor fotovoltaïsch reliëfglas en floatglas.
Het diepgaande verwerkingsproces omvat doorgaans het coaten en harden van het oorspronkelijke glas. De coating verbetert de lichtdoorlatendheid van het fotovoltaïsche glas, terwijl het harden de mechanische eigenschappen van het glas versterkt. De buigsterkte van gehard glas is 3 tot 5 keer zo hoog als die van gewoon glas, en de slagvastheid is 5 tot 10 keer zo hoog. Deze verbetering van de sterkte verhoogt dus ook de veiligheid.
Processtroom voor fotovoltaïsch glas
Voor de prestaties van fotovoltaïsch glas is een goede lichtdoorlatendheid vereist. Over het algemeen is de lichtdoorlatendheid van ongecoat staalplaat (golflengtebereik van 380 nm tot 1100 nm) meer dan 91%, terwijl de lichtdoorlatendheid van gecoat glas na een diepgaande bewerking 93,5% kan bereiken. Daarnaast moet fotovoltaïsch glas aan bepaalde eisen voldoen op het gebied van weerbestendigheid en mechanische eigenschappen. Volgens GB T 30984.1-2015 “zonne-energieglas deel 1 ultra-wit reliëfglas” moet het voor fotovoltaïsche modules gebruikte fotovoltaïsche glas minimaal aan de volgende eisen voldoen.
De fotovoltaïsche glasindustrie in China
De toetredingsdrempels tot de fotovoltaïsche glasindustrie zijn hoger, de marktconcentratie is hoog, de productie vereist jarenlange ervaring en een geïntegreerd productieproces, en een grotere initiële investering. Zo kost een oven voor fotovoltaïsch glas met een capaciteit van 900 ton per dag 9 miljoen yuan, terwijl een oven van 550 ton ongeveer 300 tot 400 miljoen yuan kost. Grote ovens hebben bovendien lagere productiekosten dan gewone ovens (tot 20% lager energieverbruik). Hierdoor kent de fotovoltaïsche glasindustrie een duidelijk schaalvoordeel. De meeste technologie voor het smeltproces van de glaskern is in handen van toonaangevende bedrijven, terwijl kleine en middelgrote ondernemingen relatief weinig technische en economische middelen hebben om te investeren in de bouw van ovens met een capaciteit van 1000 ton.
Sinds China in 2006 de technologische drempel voor de productie van fotovoltaïsch glas overschreed, heeft de binnenlandse fotovoltaïsche industrie zich in minder dan tien jaar tijd razendsnel ontwikkeld. Na volledig afhankelijk te zijn geweest van import, is China uitgegroeid tot 's werelds grootste producent van fotovoltaïsch glas. Meer dan 90% van de kristalsiliciummodules wereldwijd maakt gebruik van in China geproduceerd fotovoltaïsch glas. Vergeleken met buitenlandse bedrijven heeft Chinees fotovoltaïsch glas duidelijke voordelen op het gebied van kwaliteit en kosten. In december 2017 waren er in China 24 ultra-witte gekalibreerde glasproductie-installaties, 40 ovens en 135 productielijnen, met een totale productiecapaciteit van 21.290 ton per dag. Uitgaande van een gemiddeld rendement van 78% in de sector, bedraagt de binnenlandse productie van ultra-witte gekalibreerde glasgrondstoffen ongeveer 14.773,20 ton per dag.
Marktverwachtingen
2018 is het eerste jaar voor de introductie van dubbelzijdige componenten, en het marktaandeel van deze componenten zal snel toenemen, wat de vraag naar fotovoltaïsch glas effectief zal stimuleren. Volgens de berekeningen is de vraag naar fotovoltaïsch glas weergegeven in de volgende tabel. Gezien het feit dat sommige oudere ovens voor fotovoltaïsch glas in 2018 koud onderhoud nodig hebben, zal de werkelijke productiecapaciteit van fotovoltaïsch glas lager liggen dan de nominale productiecapaciteit, waardoor vraag en aanbod van fotovoltaïsch glas in 2018 in een gespannen evenwicht verkeren.
Volgens de resultaten is er sinds het vierde kwartaal van 2017 sprake van een krappe vraag naar fotovoltaïsch glas. Begin 2018, in het licht van het laagseizoen voor de fotovoltaïsche industrie, zal de prijsstijging van fotovoltaïsch glas worden getemperd. De prijs van gecoat glas ligt nu rond de 31 yuan per vierkante meter en de prijs van het glas zelf rond de 21 yuan per vierkante meter. Deze prijsstijging zal de brutomarge van bedrijven in de fotovoltaïsche glasindustrie aanzienlijk verbeteren.
Geplaatst op: 14 april 2020