Сам по себе кристаллический кремниевый солнечный элемент обладает низкой механической прочностью и склонен к разрушению. Влага и коррозионные газы в воздухе постепенно окисляют и вызывают коррозию электрода, который не выдерживает суровых условий эксплуатации на открытом воздухе. По этой причине солнечные элементы обычно упаковываются в фотоэлектрическое стекло с использованием EVA-пленки и задней панели. Фотоэлектрическое стекло в фотоэлектрических модулях защищает батарею от эрозии водой и газом, блокирует кислород, предотвращает окисление, обладает высокой и низкой термостойкостью, хорошей изоляцией и устойчивостью к старению. Фотоэлектрическое стекло представляет собой разновидность силикатного стекла с низким содержанием железа, также известного как ультрабелое рельефное стекло.
Фотоэлектрическое стекло, используемое в кремниевых элементах, отличается от флоат-стекла. Верхняя поверхность фотоэлектрического стекла имеет замшевую текстуру, что затрудняет прямое падение света на поверхность модуля и образование зеркальных отражений. Нижняя поверхность имеет рельефную поверхность, что позволяет усилить сцепление с пленкой EVA.
Основные компоненты фотоэлектрического стекла
В качестве основных сырьевых материалов для фотоэлектрического стекла используются кварцевый песок, кальцинированная сода, известняк, доломит, нитрат натрия, глауберова соль, пироантимонат натрия, гидроксид алюминия и др. Кварцевый песок в основном играет роль в формировании сетчатой структуры, обычно составляя большую часть компонентов стекла; кальцинированная сода в основном используется для получения оксида натрия, главным образом для снижения температуры плавления стекла; основная роль известняка заключается в регулировании вязкости стекла до соответствующего значения, чтобы время формования стекла соответствовало требованиям; глауберова соль в основном используется в качестве осветлителя, предназначенного для удаления пузырьков в стекле и обеспечения светопропускания.
коэффициент потребления сырья для фотоэлектрического стекла
Фотоэлектрическое стекло обычно изготавливается методом каландрирования, и производственный процесс можно разделить на два этапа: производство листового стекла и глубокая обработка. Первоначальный производственный этап включает в себя в основном заготовку, плавление, каландрирование, отжиг и резку. В процессе прокатки при температуре около 1100 ℃ расплавленное стекло прокатывается и охлаждается каландровыми валами с определенной скоростью, достигая определенной толщины, ширины и рисунка, при этом процент прохождения через стекло составляет 91,5%. Затем после отжига стекло приобретает относительно стабильную кривую напряжений, определенную прочность, становится менее подверженным разрушению, что облегчает резку и обработку стекла. Необходимо отметить, что существует разница между производственной линией фотоэлектрического рельефного стекла и флоат-стекла.
Процесс глубокой обработки обычно включает в себя нанесение покрытия на исходное стекло и его закалку. Покрытие улучшает светопропускание фотоэлектрического стекла, а закалка повышает его механические свойства. Прочность на изгиб закаленного стекла в 3-5 раз выше, чем у обычного стекла, а ударная прочность в 5-10 раз выше, чем у обычного стекла. Повышение прочности также повышает безопасность.
Технологический процесс производства фотоэлектрического стекла
Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик фотоэлектрического стекла необходимо, чтобы оно обладало хорошей светопропускаемостью. Как правило, светопропускание непокрытого стального листа (диапазон длин волн от 380 нм до 1100 нм) составляет более 91%, в то время как светопропускание стекла с покрытием после глубокой обработки может достигать уровня 93,5%. Кроме того, фотоэлектрическое стекло должно соответствовать определенным требованиям к атмосферостойкости и механическим свойствам. Согласно GB T 30984.1-2015 «Солнечное энергетическое стекло, часть 1: ультрабелое рельефное стекло», минимальные характеристики фотоэлектрического стекла, используемого в фотоэлектрических модулях, должны соответствовать следующим требованиям.
Фотоэлектрическая стекольная промышленность в Китае
В индустрии фотоэлектрического стекла существуют высокие барьеры для роста, высокая концентрация, производство требует долгосрочного накопления опыта и комплексного производственного процесса, а также больших первоначальных инвестиций. Для печи для производства фотоэлектрического стекла мощностью 900 тонн в сутки требуется первоначальный взнос в размере 9 юаней, а для печи мощностью 550 тонн — около 300-400 миллионов юаней. При этом большие печи имеют более низкую себестоимость производства по сравнению с обычными печами (низкое энергопотребление до 20%). В результате, индустрия фотоэлектрического стекла обладает очевидным эффектом масштаба, и большая часть технологий плавки в основном сосредоточена в руках ведущих предприятий. Малые и средние предприятия, обладающие относительно недостаточной технической и экономической мощью для инвестирования в строительство печей мощностью 1000 тонн, испытывают недостаток в инвестициях.
С тех пор как Китай в 2006 году преодолел технологический порог в производстве фотоэлектрического стекла, отечественная фотоэлектрическая промышленность стремительно развивалась менее чем за 10 лет. Полностью полагаясь на импорт, Китай стал крупнейшим в мире производителем фотоэлектрического стекла. Более 90% мировых модулей из кристаллического кремния используют фотоэлектрическое стекло, произведенное в Китае. По сравнению с зарубежными предприятиями, китайское фотоэлектрическое стекло имеет очевидные преимущества в качестве и стоимости. По состоянию на декабрь 2017 года в Китае насчитывалось 24 предприятия по производству сверхбелого калантированного стекла, 40 печей и 135 производственных линий с общей производственной мощностью 21 290 тонн в сутки. Исходя из среднего уровня выхода продукции в отрасли в 78%, внутреннее производство сверхбелого калантированного стекла составляет около 14 773,20 тонн в сутки.
Рыночные ожидания
2018 год станет первым годом запуска двухсторонних компонентов, и их рыночная доля быстро возрастет, что эффективно подстегнет спрос на фотоэлектрическое стекло. Согласно расчетам, спрос на фотоэлектрическое стекло представлен в следующей таблице. Учитывая, что в 2018 году некоторые старые печи для обжига фотоэлектрического стекла нуждаются в холодном ремонте, фактическая производственная мощность фотоэлектрического стекла будет ниже номинальной, и в 2018 году спрос и предложение на фотоэлектрическое стекло будут находиться в жестком балансе.
Согласно результатам, начиная с четвертого квартала 2017 года наблюдается дефицит предложения и спроса на фотоэлектрическое стекло. В начале 2018 года, при условии, что в первом квартале фотоэлектрической отрасли будет межсезонье, рост цен на фотоэлектрическое стекло (стоимость листового покрытия 31 юань за квадратный метр и выше, цена стекла около 21 юаня за квадратный метр) приведет к значительному улучшению валовой прибыли предприятий, производящих фотоэлектрическое стекло.
Дата публикации: 14 апреля 2020 г.