作為接觸一線(xiàn)設計、施工人員較多的媒體人，筆者的第一反應是驚訝。根據相關(guān)企業(yè)提供的信息，基于182mm電池的78pcs版型雙玻組件，重量約為34kg;基于210mm電池的66pcs版型雙玻組件，重量約為38kg，這已經(jīng)是雙人搬運的極限。雖然一些地面電站可以采用機械輔助搬運，但在某些山地場(chǎng)景，這些機械并不適用。如果換成2.5+2.5方案，單塊組件重量可能超過(guò)45kg，給現場(chǎng)施工帶來(lái)更多困難。與此同時(shí)，隨著(zhù)玻璃增厚，組件透光率、背面發(fā)電效率都會(huì )明顯下滑，影響系統發(fā)電量，實(shí)不可取。
不同厚度的玻璃分別應用在哪些場(chǎng)合?雙玻組件有哪些特性?未來(lái)發(fā)展前景如何?大尺寸、超高功率光伏組件該使用怎樣的封裝方案?就上述問(wèn)題，筆者與多位專(zhuān)家進(jìn)行了探討。
雙玻組件的前世今生
最早的光伏組件統一采用單面玻璃+背板的方案，且玻璃厚度不少于3.2mm。2016年，部分組件龍頭企業(yè)開(kāi)始推廣2.5+2.5mm雙玻組件，應用在農光互補、漁光互補等特殊場(chǎng)景中。后來(lái)，為了降低單、雙玻價(jià)差，提高雙玻組件性?xún)r(jià)比，雙玻組件的玻璃厚度被調整為2.0+2.0mm，并沿用至今。
隨著(zhù)單、雙面電池價(jià)格趨于一致，雙面雙玻組件開(kāi)始占據更高市場(chǎng)份額。根據玻璃行業(yè)專(zhuān)家統計，2018年雙面雙玻組件占比還只有8%，到2020年，這一數值已提升至23%。她預測，“到2025年，雙面發(fā)電組件的市場(chǎng)占比將達到60%，其中雙玻組件的市場(chǎng)份額至少有38%，成為主要技術(shù)路線(xiàn)。”
從電站投資者的反饋看，雙玻組件擁有防隱裂、防水汽透過(guò)、抗PID光衰、抗蝸牛紋、更長(cháng)壽命等諸多優(yōu)勢。加上鋁邊框之后，也不必擔心施工過(guò)程碎裂問(wèn)題，還能提升光伏系統全生命周期發(fā)電量10-25%，為業(yè)主帶來(lái)更可靠的收益，是許多電站項目的第一選擇。
組件專(zhuān)家介紹，雙玻技術(shù)剛剛嶄露頭角時(shí)，156.75mm電池、60片版型組件是市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，即使采用全鋁邊框也只有22kg，并未超過(guò)搬運限制，業(yè)內人士往往從設計、施工、發(fā)電量等角度給予積極評價(jià)。但隨著(zhù)166mm、210mm、182mm等電池片尺寸陸續推出，加上72片、78片、66片產(chǎn)品方案涌現，雙玻組件的重量問(wèn)題開(kāi)始引起重視。
去年下半年，在光伏玻璃供不應求、價(jià)格暴漲的前提下，一些組件企業(yè)從減輕產(chǎn)品重量、提升供應鏈安全的角度推出了單玻+透明背板方案。但隨著(zhù)玻璃價(jià)格在2021年一季度末快速回落，人們開(kāi)始擔心有機材料的可靠性，雙玻組件重回主流賽道，產(chǎn)品重量問(wèn)題也被重新提上日程。
索比光伏網(wǎng)認為，企業(yè)關(guān)心勞動(dòng)條件、減輕組件重量無(wú)疑是好事，但切忌墨守成規，為了滿(mǎn)足某些參數，未經(jīng)充分驗證就調整玻璃厚度。光伏項目現場(chǎng)的條件比較復雜，貿然改變玻璃厚度可能破壞組件重量與可靠性之間的平衡。2.0mm雙玻方案已經(jīng)經(jīng)過(guò)行業(yè)多年驗證，建議繼續保留，并作為雙玻組件的行業(yè)標準。
2.0雙玻的可靠性研究
此前有業(yè)內人士提出，3.2mm光伏玻璃可采用全鋼化工藝，但2.0mm光伏玻璃只能采用半鋼化工藝，在機械強度、風(fēng)載荷、雪載荷方面可能存在隱患，無(wú)法應對復雜氣候條件。就這一問(wèn)題，亞瑪頓(SZ:002623)為我們提供了這樣的實(shí)驗數據：
對一塊2mm厚度的光伏玻璃，在其表面均勻取72個(gè)點(diǎn)，分別編號：
這72個(gè)點(diǎn)的應力測試結果如下：
可以看到，玻璃不同位置的應力比較均勻，沒(méi)有出現某個(gè)邊、某一點(diǎn)應力差距過(guò)大的狀況。
將2.0mm玻璃分別封裝成組件后，進(jìn)行沙袋堆積測試：
可以看到，如果支架在組件中部，組件基本無(wú)形變;如果支架在組件邊緣，組件會(huì )出現一定形變，但并未出現破損。
同時(shí)，他們也對2.0mm雙玻組件進(jìn)行了冰雹測試，用直徑25mm的冰球在23m/s的速度下對組件進(jìn)行沖擊，再對組件進(jìn)行EL檢測，結果顯示：電池無(wú)隱裂，功率亦無(wú)衰減。
從多家組件企業(yè)提供的信息看，所有正式發(fā)布的大尺寸、高功率組件均已通過(guò)第三方機構檢測，獲得相應認證證書(shū)。來(lái)自天合光能、東方日升、阿特斯等組件企業(yè)的產(chǎn)品專(zhuān)家一致表示，對于最新發(fā)布的超高功率組件，無(wú)論橫梁垂直于長(cháng)邊還是平行于長(cháng)邊，機械載荷都能達到正面5400Pa、背面2400Pa的要求，滿(mǎn)足技術(shù)標準，可以放心使用。
從玻璃生產(chǎn)看雙玻應用
對于一個(gè)日融化量1000噸的玻璃窯爐，生產(chǎn)3.2mm、2.5mm、2.0mm三種厚度的光伏玻璃，產(chǎn)能產(chǎn)量情況見(jiàn)下表：
(組件量產(chǎn)效率按20.5%計算)
從上表可以推斷，采用2.0mm玻璃后，在玻璃產(chǎn)能不變的前提下，可以比2.5mm玻璃多滿(mǎn)足約25%的組件需求。按照2020年底全國玻璃已建成產(chǎn)能27.54千噸/日計算，全年玻璃產(chǎn)量可以滿(mǎn)足216.7GW單玻組件或171.6GW雙玻組件的需求?？紤]到我國光伏玻璃產(chǎn)能已占全球90%，目前還存在尺寸適配、產(chǎn)銷(xiāo)適配等問(wèn)題，玻璃供應形勢并不寬裕，將2.0mm玻璃整體切換為2.5mm顯然是不明智的。
2020年12月16日，工信部公開(kāi)對《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法(修訂稿)》征求意見(jiàn)，明確光伏壓延玻璃和汽車(chē)玻璃項目可不制定產(chǎn)能置換方案。索比光伏網(wǎng)認為，該政策可以在一定程度上緩解供應緊張的局勢，但考慮到玻璃窯爐建設、投產(chǎn)周期較長(cháng)，產(chǎn)能爬坡也需要時(shí)間，對全球玻璃供應還應審慎看待。根據中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )預測，2021年，全球新增光伏裝機預計將達150-170GW，到2025年，將達到270-330GW，對硅料、玻璃等環(huán)節而言，還存在一定擴產(chǎn)空間。至少目前，我們的關(guān)注點(diǎn)還應該放在滿(mǎn)足全球光伏項目需求上。
前述玻璃行業(yè)專(zhuān)家也指出，玻璃厚度從2.5mm減薄至2.0mm后，組件重量可減輕15%，從而減少包裝、運輸、安裝過(guò)程的成本，提高光伏行業(yè)競爭力。她強調，更低能耗、更大尺寸、更高透光率、更薄產(chǎn)品是光伏玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢，不可動(dòng)搖。
結論
無(wú)論是實(shí)驗室檢測還是第三方認證，2.0mm光伏玻璃都能滿(mǎn)足大尺寸組件對玻璃的技術(shù)要求。該方案已經(jīng)在全球眾多光伏項目中廣泛應用，得到了充分的驗證，大家不需要為玻璃厚度和可靠性擔心。
根據我國制定的“碳達峰、碳中和”長(cháng)期目標，未來(lái)十年，全國年均新增光伏、風(fēng)電裝機可能超過(guò)1億千瓦。在這一宏偉目標的指引下，我們要正確看待光伏玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鼓勵各種先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品應用，而不是因循守舊，造成資源浪費。索比光伏網(wǎng)呼吁，作為“雙碳”目標的主要推動(dòng)者，光伏、風(fēng)電企業(yè)應該團結一致，避免內部攻訐，共同完成對傳統化石能源的替代，構建以新能源為主體的新型電力系統，提高光伏、風(fēng)電消納水平，在未來(lái)能源結構調整的過(guò)程中擔當重任，保障能源安全。
