Doble cara, gran tamaño, diferencia. Un artículo sobre el desarrollo de la tecnología de vidrio fotovoltaico

Con la disminución de las subvenciones fotovoltaicas y la llegada de la era de la paridad del acceso a Internet, bajo la enorme presión de la continua reducción de costos, el desarrollo tecnológico de las células fotovoltaicas y los módulos ha cambiado rápidamente en diversas formas en los últimos años. Sin embargo, las principales direcciones de desarrollo de la tecnología de módulos relacionados con el vidrio fotovoltaico son los módulos fotovoltaicos de doble vidrio, los módulos fotovoltaicos de gran tamaño y los módulos fotovoltaicos diferenciados.

Dirección técnica de los módulos relacionados con el vidrio fotovoltaico

1.1 módulos fotovoltaicos de doble cara

EsteMódulo de doble cara Los módulos fotovoltaicos que utilizan células de doble cara pueden aumentar significativamente la capacidad de generación del sistema y reducir el costo de generación del sistema. En los últimos años, con la madurez del proceso de fabricación y la reducción de los costos correspondientes, desde 2018, muchas grandes empresas nacionales de módulos han entrado en la fase de producción por lotes de módulos de doble cara. En 2019, la producción real de módulos bilaterales superó los 15 GW y la capacidad de los módulos bilaterales superó los 25 GW. La tecnología de generación de energía bilateral se ha convertido en un punto de partida importante para las empresas fotovoltaicas y se está desarrollando rápidamente en la dirección de Liaoyuan.

Componente de doble caraPublicado en 2016. A finales de 2018, los principales métodos de embalaje eran 2,5 mm + 2,5 mm de vidrio doble enmarcado. A finales de 2018, debido al aumento de la capacidad de producción de vidrio fotovoltaico semitemplado de 2,0 mm y a la reducción de los costos, Longji y atus tomaron la iniciativa en la producción de módulos de vidrio de doble marco de 2,0 mm + 2,0 mm. El peso de los módulos de doble acristalamiento de doble cara se ha reducido considerablemente (72 módulos de batería, por ejemplo, el peso de los módulos de doble acristalamiento de doble cara se puede reducir en 5 kg) para satisfacer los requisitos de resistencia y costo, y gradualmente se ha reconocido en el mercado. Por lo tanto, en 2019, la empresa de módulos fotovoltaicos adoptó principalmente 2,0 mm + 2,0 mm de doble marco de vidrio modo de embalaje de componentes de doble cara.

En 2019, también aparecieron en el mercado algunos nuevos métodos de embalaje de componentes de doble cara, como 1,6 mm + 1,6 mm marco de vidrio doble y 3,2 mm + marco de backplane transparente. Con el aumento de la competencia causada por el backplane transparente, el autor piensa que es necesario reducir aún más el espesor del vidrio y mejorar la resistencia del vidrio para mejorar la ventaja competitiva del módulo de doble vidrio.

1.2 grandes módulos fotovoltaicos

La industria fotovoltaica ha llegado gradualmente a un consenso en el sentido de que el aumento de la capacidad de generación de un solo módulo fotovoltaico mediante el aumento del tamaño de las células o el aumento del número de células puede reducir significativamente el costo de generación del sistema (Bos) de las centrales eléctricas, lo que es más fácil y eficaz que mejorar la eficiencia de las células. También es más obvio.

Desde 2018, Longji ha sido el primero en lanzar baterías M6 (166,75 mm de largo), alrededor del 13% más que las baterías m2 convencionales (156,75 mm de largo), lo que significa un aumento en la generación de módulos para el mismo número de baterías. Alrededor del 13%. Sin embargo, central lanzó un nuevo lanzamiento de productos en agosto de 2019 y revolucionó las baterías M12 (210 mm de largo), aproximadamente un 80% más grandes que las baterías m2 convencionales (156,75 mm de largo) con un solo chip.

Con la introducción de la célula solar M12 y los módulos correspondientes de 500w y 600W en el anillo medio, el mercado ha atraído gran atención porque puede reducir significativamente el costo de Bos de las centrales eléctricas. Frente al desafío de alta potencia del módulo de batería M12, los grandes fabricantes de módulos en el país y en el extranjero planean aumentar el número de baterías de un solo módulo. ¡El patrón de competencia de los componentes de alta potencia y gran tamaño está emergiendo gradualmente!

1.3 módulos fotovoltaicos diferenciales

Debido a los diferentes entornos de instalación y requisitos de uso de los módulos fotovoltaicos, los clientes finales presentarán requisitos especiales para los módulos fotovoltaicos, lo que dará lugar a diferentes tipos de módulos fotovoltaicos, por ejemplo: módulos fotovoltaicos antideslumbrantes cerca de aeropuertos o aeropuertos, módulos fotovoltaicos incoloros negros en techos, Módulos fotovoltaicos a prueba de humedad para zonas costeras o de superficie, módulos fotovoltaicos a prueba de viento y arena para zonas desérticas, y módulos fotovoltaicos bipv o ripv de tamaño especial, etc.

En la actualidad, la cuota de mercado de los módulos fotovoltaicos diferenciados sigue siendo muy pequeña, pero el autor considera que, con la reducción de los costos de los módulos fotovoltaicos y la aplicación cada vez más amplia, la demanda de módulos fotovoltaicos diferenciados aumentará. Se necesitan materiales fotovoltaicos diferenciados o personalizados, especialmente vidrio fotovoltaico como material auxiliar clave de los módulos fotovoltaicos (los módulos diferenciados mencionados aquí se refieren principalmente a las diferencias en el vidrio fotovoltaico, excluyendo todos los tipos de mercado de módulos diferenciados).

Dirección de adelgazamiento del vidrio fotovoltaico

2.1 selección del espesor del vidrio de los conjuntos de vidrio doble

A partir de 2018, los componentes de doble acristalamiento de 2,5 mm + 2,5 mm de doble acristalamiento se envasan principalmente en el mercado, y a partir de 2019, los componentes de doble acristalamiento de 2,0 mm + 2,0 mm se envasan principalmente en el marco de vidrio. En la actualidad, algunos de los 2,5 mm de vidrio se utilizan como módulos de doble acristalamiento de doble cara, y los fabricantes de paneles delanteros y traseros están certificando activamente los módulos de doble acristalamiento de doble cara de vidrio de 2,0 mm, con planes para convertir el vidrio de 2,5 mm en vidrio de 2,0 mm lo antes posible.

La razón principal de la reducción del vidrio de 2,5 mm a 2,0 mm es que el peso del vidrio de 2,0 mm se reduce en un 20%, el costo del vidrio de 2,0 mm se reduce en un 4%, y la resistencia mecánica del vidrio de 2,0 mm también puede satisfacer la demanda de carga mecánica y la capacidad de suministro del componente.

En la actualidad, algunas empresas han comenzado a producir vidrio fotovoltaico de 1,6 mm, y algunas empresas de módulos han comenzado a producir módulos de vidrio de doble cara de 1,6 mm + 1,6 mm. Con el aumento del rendimiento de templado, la reducción de costos y la mejora de la capacidad de suministro de energía del vidrio fotovoltaico de 1,6 mm, el autor piensa que el módulo de vidrio doble de 1,6 mm + 1,6 mm se utilizará más en el techo y reemplazará gradualmente el módulo convencional de vidrio único de 3,2 mm. Debido a que el peso y el costo son básicamente los mismos, los clientes del techo están más dispuestos a elegir una garantía más larga para los componentes de vidrio de doble cara.

Desde el punto de vista de la selección del tipo de vidrio trasero de doble cara, con el fin de lograr una mayor tasa de doble cara de los módulos fotovoltaicos, en la actualidad el vidrio trasero de doble cara se selecciona básicamente como vidrio fotovoltaico de relieve súper blanco en lugar de flotador. El vidrio se debe a que alrededor del 92% del vidrio fotovoltaico de relieve ultrablanco de 2,0 mm tiene una transmitancia significativamente mayor que alrededor del 90% del vidrio flotado de 2,0 mm (sin recubrimiento en la parte posterior). Sin embargo, en el futuro, el suministro de vidrio en relieve puede ser apretado, y la ventaja de costo del vidrio flotado es obvia, y el tipo de vidrio trasero de los módulos de doble vidrio de doble cara puede ser parcialmente desplazado al uso de vidrio flotado.

2.2 selección del espesor del vidrio para un solo conjunto de vidrio

Antes de 2014, más de 72 células fotovoltaicas en Europa y los Estados Unidos utilizaban vidrio fotovoltaico de 4,0 mm de espesor. Después de disipar las preocupaciones sobre la resistencia del vidrio, considerando el costo y el peso, los módulos fotovoltaicos utilizan básicamente vidrio fotovoltaico de 3,2 mm, y el vidrio fotovoltaico de 4,0 MM se retira gradualmente del escenario histórico después de 2014.

Alrededor de 2014, LG de Corea del Sur se dio cuenta de que el vidrio de 2,8 mm de espesor era el límite inferior del espesor que la industria del vidrio podía endurecer completamente a largo plazo. Después de las pruebas y la certificación, LG de Corea del Sur utiliza completamente vidrio fotovoltaico de 2,8 mm como cubierta de vidrio plano de sus módulos fotovoltaicos, hasta ahora, pocos fabricantes de módulos en el mundo todavía utilizan menos de 3,2 mm de vidrio fotovoltaico como cubierta de vidrio de un solo módulo fotovoltaico.

A principios de 2017, con el primer lanzamiento de vidrio templado de 2,5 mm en todo el mundo por Air China Sanxin, sus propiedades mecánicas se acercan a 3,2 mm de vidrio templado, por lo que podemos ver la posibilidad de que el vidrio templado de 2,5 mm reemplace al vidrio fotovoltaico de 3,2 mm o 2,8 mm como un solo Módulo de vidrio. Posteriormente, ha atraído la atención de muchas empresas de componentes de renombre extranjero.

En la SPI 2019 en los Estados Unidos, vimos a Sun Power, una conocida empresa de módulos, y la URE taiwanesa, exhibiendo un módulo de vidrio único de vidrio fotovoltaico totalmente templado de 2,5 mm en Sanxin de China Airways. Sun Power ha sido certificado a finales de 2017. Después de esta exposición, la famosa empresa de módulos de Corea del Sur ha mostrado gran interés en reemplazar 2,5 mm de vidrio fotovoltaico totalmente templado por 3,2 mm de vidrio fotovoltaico en un solo módulo de vidrio, y planea probar y certificar 2,5 mm de vidrio fotovoltaico totalmente templado.

2.3 efecto del adelgazamiento del vidrio fotovoltaico en la capacidad de producción

De la tabla anterior se desprende que cuando el espesor nominal del vidrio se reduce de 3,2 mm a 2,5 mm, 2,0 mm y 1,6 mm, la capacidad de producción de vidrio existente en el mismo horno puede aumentarse en un 17%, un 41% y un 60%, respectivamente. Sin embargo, con el aumento de la producción de vidrio delgado y un control más preciso del espesor, se espera que la capacidad de producción de vidrio delgado aumente aún más.

2.4 efecto del adelgazamiento del vidrio fotovoltaico en el coste

Con la disminución del espesor y la producción a gran escala, el costo de fabricación y el precio de venta del vidrio fotovoltaico delgado se reducirán en consecuencia. En la actualidad, el precio de mercado del vidrio semitemplado de 2,5 mm es 10 - 12% inferior al del vidrio templado de 3,2 mm, y el precio del vidrio semitemplado de 2,0 mm es 12 - 15% inferior al del vidrio templado de 3,2 mm.

2.5 efecto del adelgazamiento del vidrio fotovoltaico en la energía y el medio ambiente

La producción de vidrio fotovoltaico es un proceso de alto consumo de energía y alta emisión de contaminantes. En la actualidad, más del 90% de los hornos de vidrio fotovoltaico del mundo se construyen en China. Si podemos aumentar la capacidad de un solo horno refinando el vidrio fotovoltaico para satisfacer más demanda del mercado, por otra parte, esto es para reducir el número de hornos, reduciendo así el consumo de energía y la contaminación ambiental.

Dirección a gran escala del vidrio fotovoltaico

3.1 dimensiones del vidrio fotovoltaico

Durante mucho tiempo, los módulos fotovoltaicos se han encapsulado principalmente con células de 60 o 72 metros cuadrados. El tamaño del vidrio fotovoltaico correspondiente es de 1,6 a 2,0 metros de largo y de 0,9 a 1,0 metros de ancho.

Con el fin de mejorar el rendimiento y reducir al mínimo el costo, la línea de producción de vidrio fotovoltaico se establece básicamente de acuerdo con la longitud del vidrio no superior a 2,2 metros y la anchura no superior a 1,1 metros. Más allá de este tamaño, la mayoría de los fabricantes de vidrio fotovoltaico pueden producir.

3.2 dimensiones futuras del vidrio fotovoltaico

Con el aumento de la mitad de la hoja, el azulejo de madera y la gran batería, el diseño de los módulos fotovoltaicos se vuelve cada vez más complejo y el tamaño del vidrio fotovoltaico es cada vez mayor.

Recientemente, los módulos fotovoltaicos de 600 W de las células M12 han sido diseñados para tener una longitud de aproximadamente 2300 mm y una anchura de aproximadamente 1300 mm. Mientras tanto, el último módulo fotovoltaico de 500 W (6 * 14 = 84 células) de la célula M6 tiene un tamaño de vidrio de aproximadamente 2400 mm de largo y 1050 mm de ancho. En los próximos 1 a 3 años, la longitud máxima y la anchura máxima del vidrio fotovoltaico de gran tamaño serán de aproximadamente 2400 mm y 1300 mm respectivamente.

Bajo la presión de la continua disminución de los costos de Bos y la plena realización del objetivo de "paridad en línea", el autor piensa que cada vez más empresas de módulos fotovoltaicos participarán en la competencia de módulos de alta potencia, y aparecerán grandes dimensiones en el tercer trimestre de 2020. Producción y distribución a gran escala de componentes.

Dirección de diferenciación del vidrio fotovoltaico

4.1 doble acristalamiento de alta transparencia

En comparación con el vidrio fotovoltaico tradicional de una sola capa, el vidrio de alta transparencia de doble capa tiene dos características principales, a saber, mejorar la transmitancia de la luz solar y mejorar la resistencia a la humedad del vidrio fotovoltaico.

El principio del recubrimiento de doble capa para mejorar la transmitancia solar es: En primer lugar, recubrir la película inferior y la película superficial en la superficie del vidrio fotovoltaico. La composición principal de la película inferior es sílice, el índice de refracción es de 1,44, el espesor es de aproximadamente 80 nm, la película superficial es la misma que la película monocapa convencional, el índice de refracción es de aproximadamente 1,29, el espesor es de aproximadamente 110 nm. Ajustando el espesor de la película base y la película superficial, se puede reducir aún más la reflectividad de la luz solar y aumentar la transmitancia de la luz infrarroja, por lo que se puede obtener una mayor transmitancia de la luz solar que el vidrio recubierto de una sola capa.

El principio del recubrimiento de doble capa para mejorar la resistencia a la humedad del vidrio fotovoltaico es: debido a que la película inferior es una capa densa de dióxido de silicio, puede evitar que la humedad del aire llegue a la superficie del vidrio y evitar la hidrólisis del sodio.₂Theo₃En un vaso. La formación de hidróxido metálico erosiona aún más sio 2₂La estructura de la película delgada conduce a la disminución de la transmitancia del vidrio fotovoltaico. Por lo tanto, el vidrio de doble recubrimiento tiene mejores propiedades para adaptarse a ambientes cálidos y húmedos. De acuerdo con el informe de prueba de calor húmedo de la autoridad de Inspección, el recubrimiento de doble capa tiene una mejor resistencia al calor húmedo que el vidrio recubierto de una sola capa.

4.2 vidrio incoloro de doble capa

El vidrio recubierto de doble capa puede reducir la reflectividad de la luz en las bandas UV e ir ajustando el espesor de la película inferior y la película, haciendo que el color de la apariencia del recubrimiento de doble capa parezca muy claro, e incluso puede ajustarse a "color transparente", por lo que se llama "vidrio incoloro recubierto de doble capa".

El vidrio recubierto de una sola capa tiene una alta reflectividad a la luz ultravioleta e infrarroja, por lo que la superficie del vidrio recubierto de una sola capa es propensa a aparecer rojo y púrpura, y la apariencia general es azul desigual.

Para los clientes de techos europeos y estadounidenses, tienen mayores requisitos para la apariencia y consistencia de color de los módulos fotovoltaicos. Por lo tanto, algunas empresas de módulos bien conocidas en el país y en el extranjero han comenzado a elegir vidrio incoloro de doble recubrimiento como vidrio fotovoltaico especial para módulos de techo, especialmente negro. Los componentes del techo son más propensos a ser de doble acristalamiento incoloro.

El aumento del costo del vidrio incoloro de doble recubrimiento es básicamente el mismo que el vidrio de alta transparencia de doble recubrimiento. El autor piensa que con la disminución del costo de los módulos fotovoltaicos, la demanda de módulos fotovoltaicos en el techo se ampliará aún más, y la demanda de vidrio incoloro de doble capa seguramente aumentará rápidamente.

4.3 vidrio fotovoltaico para aplicaciones especiales

It is understood that some Foreign component companies have been bipv (Integrated Building PV) or ripv (Integrated roof PV) Development. Estos módulos pueden requerir vidrio fotovoltaico de tamaño y forma especiales, o pueden requerir la impresión de diferentes tipos de colores o patrones en la superficie del vidrio fotovoltaico. Aunque la aplicación de bipv y ripv es rara en la actualidad, bipv o ripv es una dirección inevitable de desarrollo de aplicaciones a largo plazo, es decir, la industria del vidrio fotovoltaico también debe considerar la tendencia de la demanda social en este sentido.