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碳中和光伏产业全面分析:产业链龙头隆基股份、组件第二晶科能源

2022-04-19 17:05
史晨星
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本篇讲光伏中游组件,下篇讲光伏下游系统电站

七、组件

41. 市场:全球 3000 亿中国 2700 亿

虽然一片光伏电池已经具备发电能力,但其发电功率太低,无法直接使用,将电池片串联获得高电压,并联获得高电流后,通过一个二极管(防止电流回输)输出,封装在边框上,安装好正面玻璃、背面背板、充入氮气、密封成组件使用,通常由60片(6×10)或72片(6×12)电池片组成,寿命25-30年

2021 年全球组件产量约 200 GW 3000亿,中国 182GW 2700亿(1.5元/W测算),同比增长 46%

42. 结构:边框、玻璃、胶膜、电池片、背板、接线盒

光伏组件包括电池片、铝边框、胶膜、钢化玻璃、背板、接线盒等,除电池片外的其他材料通常称为辅材

玻璃采用超白压延玻璃,具有高太阳能透过比、低吸收比、低反射比、高强度等,后道加工包括镀膜和钢化等,能够提高玻璃的光透过率和增加强度胶膜(普通 EVA/ 白色 EVA/POE )是一种乙烯—醋酸乙烯酯共聚物经过加工后而成的化学品,与玻璃和背板相互黏合,对电池片进行保护

背板在户外环境下用于保护太阳能电池组件抵抗光湿热等环境影响因素对封装胶膜、电池片等的侵蚀,起到耐候绝缘保护作用

铝边框与有机硅胶结合,将电池片、玻璃、背板等原辅料封装保护起来,使得组件得到有效保护

接线盒将太阳能电池模块产生的电能经电缆导出

其他:焊带用于光伏组件电池片之间的连接,硅胶组件边框和背板接线盒的粘接密封,包材组件外包装材料

43. 工艺:焊接、层压、封装、测试

组件八大工艺流程:焊接、层叠、层压、EL 测试、装框、装接线盒、清洗、IV 测试

焊接:自动串焊机将太阳能电池片的正面电极与前后侧电池片背面电极通过互联条焊接在一起,排版机、汇流条自动焊接机将已经焊接成串的电池片利用汇流条进行拼接,标准电池片数量为 60 片或 72 片,对应以 10 或 12 条铜线作为汇流条将其连接起来,6 组互联为一个光伏组件

层叠:将背板(TPT)、EVA 胶、电池组、钢化玻璃按照顺序进行层叠

层压:将铺设好的光伏组件放入层压机内,通过抽真空将组件内的空气抽出,然后加热使 EVA 融化并加压使融化的 EVA 流动充满玻璃、电池片和 TPT背板膜之间的间隙,同时通过挤压排出中间的气泡,将电池玻璃和背板紧密黏合在一起,最后降温固化,EVA 融化后受压力向外延伸会形成毛边,自动削边机进行切边

EL 电致发光测试:Electroluminescent 检测太阳能电池组件的内部缺陷、隐裂、碎片、虚焊、断栅以及不同转换效率单片电池异常现象 装框:全自动装框机给电池组件装铝框,增加组件的强度,进一步的密封电池组件,延长电池的使用寿命,边框和电池组件的缝隙用硅胶填充,各边框间用角键连接

装接线盒:接线盒通过硅胶与组件的背板粘在一起,组件内的引出线从背板穿出与接线盒内的内部线路连接在一起,使内部线路与外部线缆连接在一起,使组件与外部线缆导通,设备包括接线盒打胶机和接线盒焊接机等

清洗:清洗设备去除表面脏污,使组件美观,增加光的透过率,增加组件功率

IV 测试:IV测试设备对电池组件的输出功率进行检验,测试其输出特性,确定组件的质量等级

44. 技术路线:双面双玻、多主栅MBB、半片叠片

提升组件输出功率或增加其全生命周期中单瓦发电量技术包括双面双玻、多主栅(MBB)、半片叠瓦

双面双玻:双面组件将背板替换为光伏玻璃,当太阳光照到双面组件时,会有部分光线被周围的环境反射到双面组件的背面,这部分光可以被电池吸收,从而对电池的光电流和效率产生一定的贡献,2020 年双面组件比例达到30%

多主栅MBB(Multi-Busbar):栅线越细,金属电极遮挡电池越少,受光面积越大,但栅线越细电阻越大需要多主栅降低组件串联电阻,技术路线为3BB→4BB→5BB→反光焊带→MBB,功率提升 5~10W,工艺包括焊接法Schmid 、低温合金法MeryerBurger SmartWire 、导电胶法Hitachi CF

半片:使用激光切割法沿着垂直于电池主栅线的方向将标准规格的电池片切成尺寸相同的两个半片电池片,电流减半,电压不变,可降低组件功率损失CTM(Cell-to-Module Loss),提升 5-10 瓦(2%-4%)甚至更高,2020 年半片封装市占率达到71%,

叠片/叠瓦:将传统电池片切为 1/5 大小后,使用导电胶叠加黏贴在一起,通过交叠电池小片实现无电池片间距,在同样面积下可以放置更多的电池片(60 型常规组件可封装 66 片),提升功率 20W

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