光伏组件用复合材料边框研究与进展
一、光伏边框市场规模预测
2021年全球太阳能市场规模约185GW,对应边框市场约230亿,其中中国占80%,约200亿;2022年因俄乌战争及拉动内需,组件爆增,预计光伏组件产能增长约30%,边框市场约300亿;2023年产能增长约20%,预计边框可达360亿;按照每年20%的增长幅度,预计2028年边框市场可达到千亿。
如果全部使用玻纤增强聚氨酯边框,需用玻纤400万吨/年,需用聚氨酯100万吨/年。
二、玻纤增强聚氨酯复合材料边框的优异性能
玻璃纤维增强聚氨酯作为复合材料边框材料的主流类型 ,具有优异的耐候、绝缘性能和碳排放等多项优势。
(一)耐腐蚀、耐盐雾
玻纤增强聚氨酯复合材料边框具有高耐腐蚀、高耐盐雾的优越性能,是海洋及污水处理厂等耐腐蚀应用场景中光伏组件边框的不二选择。
(二)承载更高背压
沿海组件设计需要承载更高背压(约4000Pa)。传统边框需要增加厚度,增加成本。玻纤增强聚氨酯复合材料边框能充分发挥力学性能,较易满足4000Pa的背压要求。
(三)高屈服强度
玻纤增强聚氨酯复合材料边框的屈服强度990MPa,是铝合金的5倍,保证在应力释放后组件100%回弹,没有残余变形,在25年的生命周期内可大幅降低硅片的隐裂。
(四)防背玻爆裂
玻纤增强聚氨酯材料弹性模量略低于玻璃,在风载动态下边框具有动载阻尼作用,可有效缓解背面玻璃爆裂的问题。
(五)优良的绝缘性能
传统边框材料是导体,每一块组件都需接地,增加了BIPV施工的难度及成本。玻纤增强聚氨酯复合材料边框具有优良的绝缘性能,不需接地。
(六)多色彩选择
传统边框颜色单一,要做其它颜色需增加费用。玻纤增强聚氨酯复合材料边框有多种颜色供用户选择,无需增加费用。
(七)防组件弯曲变形
玻纤增强聚氨酯材料边框与玻璃近乎一样的膨胀系数,有效保证组件从工厂端到寒冷地区时不会发生弯曲变形的现象发生。
(八)低碳排放
2025年后出口到欧洲的组件有碳排放指标的要求。GRPU边框是低能耗产品,经初步计算,从最初级原料(石油及矿石)到制成组件边框再到第一次回收利用作为一个生命周期,GRPU边框的碳排放指标只有传统边框用材的12%,降低组件出口碳排放。
34项具体税目产品中,进口量最大的是无捻粗纱,达到0.77万吨,占进口总量的24.4%。
三、玻纤增强聚氨酯复合材料边框的应用场景
一种非金属材料解决方案,玻璃纤维增强聚氨酯复合材料边框拥有金属边框所不具备的优势,既可以为光伏组件制造商带来明显的降本增效,又适合多场景、多色彩需求的分布式项目使用环境。
GRPU复合材料边框的运用场景包括:组件出口、BIPV发电、分布式发电、渔光互补、腐蚀性区域发电、沿海及水面发电等。
结语
随着能源需求不断增长,光伏发电市场发展空间广阔。从目前的市场趋势来看,新型复合材料拉挤边框技术将主导光伏行业的未来发展,成为推动光伏行业发展的重要力量,属于光伏行业的新时代已经到来。