全球可再生能源需求与日俱增,“光伏”浪潮下光伏玻璃逐渐受到广泛关注

材料铺子 2023-08-03
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在“碳达峰、碳中和”战略引领下,中国的能源革命正在加速推进中,光伏作为绿色可再生能源正在进入大规模、高比例、高质量跃升发展新阶段。随着屋顶分布式光伏市场的爆发,更轻、更薄的光伏玻璃更符合分布式光伏轻质化、高效化的市场需求。

近年来,全球对可再生能源的追求与日俱增,光伏玻璃作为一种独特的能源转换材料,正逐渐受到广泛的关注。

01

什么是光伏玻璃?

光伏玻璃是一种钠钙硅盐酸玻璃,主要用于光伏组件的封装。光伏玻璃会直接影响光伏组件的发电效率和使用年限。

光伏玻璃的主要原料成分包括石英砂、纯碱、石灰石、白云石、硝酸钠、芒硝、焦锑酸钠、氢氧化铝等。石英砂主要是起着网络形成体的作用,用量通常占据玻璃组分的大半,纯碱主要作用是提供氧化钠,主要是降低玻璃的熔制温度;石灰石的主要作用是调整玻璃的黏度到合适的值,使得玻璃成型时间满足成型要求,芒硝的作用主要是作为澄清剂,用来排除玻璃中的气泡,提供玻璃的透过率。

光伏玻璃一般为低铁钢化玻璃或者半钢化玻璃,具有以下特性。一是通透性好。透光率是影响光伏电池转换效率的关键因素。光伏玻璃需具有高透光性和对1200nm红外光的较高反射率。二是机械强度高。

耐冲击,可承受2400Pa风压和5400Pa雪压,起到支撑和保护作用。三是耐久性好。受气候和地理位置影响,组件需在露天、昼夜温差大的环境中作业,需具备耐腐蚀、耐候性特质。

绿色建筑材料光伏玻璃,围绕产品的性能优化、市场需求与工艺改进等因素不段的驱动发展,这种玻璃能够将阳光转化为电能,为建筑物提供一种清洁、可持续的能源新选择。

02

光伏玻璃制造工艺

光伏玻璃通常采用压延法制备,它的生产流程主要分为原片生产和深加工两大环节。

原片生产是将原料经过混合、熔化、压延、退火和切割五个步骤后,得到的未经处理的光伏原片半成品,此后再进行深加工。

原片生产包括配料段、熔化段、成型段、退火段和检测掰边段五个工序,其中熔化、成型、退火是原片产线最核心的环节,任何一环出问题,都会影响产品的质量和制成率。玻璃生产的连续性很强,质量不过关的光伏玻璃成品需要回炉重造,会给生产企业带来额外的成本费用,原片产品的正常生产更是24小时连续工作,无法停产,如果产品质量不稳定会导致生产无法正常进行。

光伏玻璃的深加工过程包括钢化和镀膜两道工序,将原片进行磨边后进行钢化,得到钢化片,或进行钢化+镀膜,得到镀膜片,用于组件封装。其中钢化旨在增强玻璃的强度,镀膜则是在钢化后的玻璃上镀一层减反射膜,增强透光率。

钢化与镀膜过程均需要700℃左右的高温处理,因此为了控制成本,玻璃深加工企业多采用玻璃的钢化和膜层热处理同时进行的方式。

目前光伏玻璃的主流产品为低铁钢化压花玻璃(亦称之为钢化绒面玻璃), 厚度为3.2mm或4mm,在太阳能电池光谱响应的波长范围内(380~1100nm), 透光率可达91%以上,对于大于1200nm的红外光有较高的反射率。它是采用特制的压花机,在超白玻璃表面压制特制的金字塔形花纹而制成的。

03

光伏玻璃的性能特点及应用

1、性能特点

光伏玻璃具有美观、透光可控、节能发电无需燃料、不产生废气、无余热、无废渣、无噪声污染等优点。分晶体硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃两大类,前者又分单晶硅和多晶硅两类,常用作幕墙材料。

2、应用非常广泛

可用在建筑幕墙、光伏玻璃建筑顶棚、太阳能智能窗,太阳能凉亭、太阳能发电系统等众多领域。安装形式可采用明框式、隐框式或配合幕墙的各种型材进行安装。

光伏玻璃的透光率越高,光伏组件发电效益越高,光伏玻璃的强度和透光率将影响光伏组件的寿命和发电效率。

随着光伏玻璃在建筑行业、光伏产业等领域崭露头角,光伏玻璃需求将大幅增加,这显示出光伏玻璃在可再生能源领域的巨大潜力。同时,随着科研技术的不间断发展,期待利用它绝对性的优势为我们的未来提供更为清洁高效的能源及生活的便利。

总结

光伏玻璃是能源科技的新亮点,它为我们提供了一种将光能转化为电能的创新方式。目前光伏玻璃已达到更轻薄、更高透光率、更好光谱匹配性、更强耐候性能,有效帮助下游光伏组件“降本增效”。尽管它还存在着缺点的挑战,但其巨大的潜力和不断进步的技术使得光伏玻璃成为未来可持续能源领域的一颗璀璨明星。

在我国“双碳政策”的推动下,新能源产业将持续向好发展,光伏玻璃需求增长,产量将继续提升。

文章来源: 澜力LANLI, 光伏联播,美泰光伏

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