Double face, grande taille, différenciation. Un article sur l'évolution de la technologie du verre photovoltaïque

Avec la réduction des subventions photovoltaïques et l'avènement de l'ère de l'accès à Internet abordable, sous la forte pression de la réduction continue des coûts, le développement technologique des cellules photovoltaïques et des modules photovoltaïques a changé rapidement sous diverses formes au cours des dernières années. Toutefois, la technologie des modules liés au verre photovoltaïque est principalement axée sur les modules photovoltaïques à double vitrage, les modules photovoltaïques à grande échelle et les modules photovoltaïques différenciés.

Orientation technique des modules liés au verre photovoltaïque

1.1 Module photovoltaïque recto - verso

Celui - ci.Module recto - verso Il s'agit d'un module photovoltaïque à double cellule qui peut augmenter considérablement la capacité de production d'électricité du système et réduire le coût de production d'électricité du système. Ces dernières années, avec la maturité du processus de fabrication et la réduction des coûts correspondants, de nombreuses grandes entreprises de modules en Chine sont entrées dans la phase de production de masse de modules recto - verso depuis 2018. En 2019, la production réelle de modules bilatéraux a dépassé 15 GW et la capacité des modules bilatéraux a dépassé 25 GW. La technologie bilatérale de production d'électricité est devenue un point de départ important pour les entreprises photovoltaïques et se développe rapidement vers Liaoyuan.

Montage recto - versoPublié en 2016. À la fin de 2018, le mode d’emballage principal était de 2,5mm + 2,5mm double vitrage sans cadre. À la fin de 2018, en raison de l’augmentation de la capacité de production de masse et de la réduction significative des coûts du verre photovoltaïque semi - trempé de 2,0mm, Longji et Artus ont été les premiers à produire des modules de verre à double cadre recto - verso de 2,0mm + 2,0mm. Le poids des modules à double vitrage recto - verso a été considérablement réduit (par exemple, le poids des modules à double vitrage recto - verso a été réduit de 5 kg pour 72 modules de batterie), ce qui a permis d'obtenir une plus grande reconnaissance sur le marché. Par conséquent, en 2019, la société de modules photovoltaïques a principalement adopté le mode d'emballage des modules recto - latéraux à double cadre en verre de 2,0mm + 2,0mm.

En 2019, un certain nombre de nouvelles méthodes d'emballage des composants recto - verso sont également apparues sur le marché, telles que l'emballage à double vitrage de 1,6mm + 1,6mm et l'emballage à double vitrage de 3,2mm + cadre transparent du panneau arrière. Avec l'augmentation du panneau arrière transparent, l'auteur estime qu'il est nécessaire de réduire encore l'épaisseur du verre et d'améliorer la résistance du verre afin d'améliorer l'avantage concurrentiel du module double verre.

1.2 grands modules photovoltaïques

L'industrie photovoltaïque s'accorde de plus en plus à reconnaître que l'augmentation substantielle de la production d'électricité à partir d'un seul module photovoltaïque par l'augmentation de la taille ou du nombre de cellules peut réduire considérablement les coûts de production du système (coûts Bos) de la centrale, ce qui est plus facile et plus efficace que L'amélioration de l'efficacité des cellules. C'est encore plus évident.

Depuis 2018, Longji a été le premier à introduire des piles M6 (166,75 mm de long), soit environ 13% de plus que les piles m2 classiques (156,75 mm de long), ce qui signifie une augmentation de la production modulaire pour le même nombre de piles. Environ 13%. Cependant, central a lancé un nouveau produit en août 2019 et a révolutionné le lancement de la batterie M12 (210 mm de long), qui est environ 80% plus grande qu'une seule puce de la batterie m2 principale (156,75 mm de long).

Avec l'introduction des cellules solaires M12 et des modules correspondants de 500W et 600W dans la boucle centrale, ce marché a suscité beaucoup d'intérêt, car il peut réduire considérablement les coûts de la Bos pour les centrales électriques. Face au défi de la haute puissance des modules de batterie M12, les grands fabricants de modules au pays et à l'étranger prévoient relever ce défi en augmentant le nombre de batteries individuelles. La concurrence des composants de grande puissance et de grande taille se manifeste progressivement!

1.3 Module photovoltaïque différentiel

En raison de l'environnement d'installation différent et des exigences d'utilisation des modules photovoltaïques, le client final présentera des exigences particulières pour les modules photovoltaïques, ce qui entraînera différents types de modules photovoltaïques, tels que: les modules photovoltaïques anti - éblouissement à l'aéroport ou près de l'aéroport, les modules photovoltaïques incolores noirs sur le toit, Modules photovoltaïques à l'épreuve de l'humidité pour la mer ou la surface de l'eau, modules photovoltaïques à l'épreuve du vent et du sable pour les zones désertiques, et modules photovoltaïques bipv ou ripv de dimensions spéciales, etc.

À l'heure actuelle, la part de marché des modules photovoltaïques différenciés est encore très faible, mais l'auteur estime qu'à mesure que le coût des modules photovoltaïques diminue et que les scénarios d'application deviennent de plus en plus vastes, la demande de modules photovoltaïques différenciés augmentera certainement. Des matériaux photovoltaïques différenciés ou personnalisés sont nécessaires, en particulier le verre photovoltaïque en tant que matériau auxiliaire clé pour les modules photovoltaïques (les modules différenciés mentionnés ici sont principalement liés aux différences dans le verre photovoltaïque, à l'exclusion des types de marché pour tous les modules différenciés).

Direction de l'amincissement du verre photovoltaïque

2.1 choix de l'épaisseur du verre pour les assemblages en double verre

Jusqu'en 2018, les composants à double vitrage sur le marché sont principalement emballés dans des cadres à double vitrage de 2,5mm + 2,5mm, et à partir de 2019, les composants à double vitrage de 2,0mm + 2,0mm sont principalement emballés dans des cadres en verre. À l'heure actuelle, certains verres de 2,5 mm sont utilisés comme modules à double vitrage. Les fabricants de panneaux avant et arrière sont également en train de certifier activement les assemblages à double vitrage à double vitrage en verre de 2,0 mm et prévoient de convertir le verre de 2,5 mm en verre de 2,0 mm dès que possible.

La réduction de 2,5 mm à 2,0 mm du verre à double vitrage est principalement due à une réduction de 20% du poids du verre de 2,0 mm, à une réduction d'environ 4% du coût du verre de 2,0 mm et à la garantie que la résistance mécanique du verre de 2,0 MM peut également satisfaire aux exigences de charge mécanique et à la capacité d'alimentation des composants.

À l'heure actuelle, certaines entreprises ont commencé à produire du verre photovoltaïque de 1,6mm et certaines entreprises de composants ont également commencé à produire des modules de verre double face de 1,6mm + 1,6mm. Avec l'amélioration de la propriété de trempage du verre photovoltaïque de 1,6mm, la réduction des coûts et l'amélioration de la capacité d'alimentation électrique, l'auteur estime que le module double vitrage de 1,6mm + 1,6mm sera plus appliqué au toit et remplacera progressivement le module simple vitrage conventionnel existant de 3,2mm. Parce que les clients de toiture sont plus enclins à choisir des composants en verre duplex avec une garantie plus longue lorsque le poids et le coût sont essentiellement les mêmes.

En ce qui concerne le choix du type de rétroverre pour les modules à double face, afin de rechercher un taux de double face plus élevé pour les modules photovoltaïques, à l'heure actuelle, le rétroverre pour les modules à double face choisit essentiellement le verre photovoltaïque surblanc en relief plutôt que le verre en relief. Le verre est dû au fait qu'environ 92% du verre photovoltaïque en relief ultra - blanc de 2,0 mm a une transmission significativement plus élevée qu'environ 90% du verre en relief de 2,0 mm (sans revêtement à l'arrière). Toutefois, à l'avenir, l'approvisionnement en verre flotté sera probablement limité et les avantages financiers du verre flotté seront évidents, de même que le type de verre arrière pour les modules à double vitrage à double face qui pourraient être partiellement transférés à l'utilisation du verre flotté.

2.2 choix de l'épaisseur du verre pour un seul ensemble de verre

Jusqu'en 2014, plus de 72 cellules photovoltaïques utilisées en Europe et aux États - Unis utilisaient du verre photovoltaïque de 4,0 mm d'épaisseur. Après avoir dissipé les préoccupations concernant la résistance du verre, les modules photovoltaïques utilisent essentiellement du verre photovoltaïque de 3,2 mm, compte tenu du coût et du poids, et le verre photovoltaïque de 4,0 mm est progressivement sorti de la scène historique après 2014.

Vers 2014, Korea LG a appris que le verre de 2,8 mm d'épaisseur était la limite inférieure de l'épaisseur à laquelle l'industrie du verre pouvait être complètement trempée à long terme. Après des essais et des certifications, Korea LG utilise entièrement du verre photovoltaïque de 2,8 mm comme revêtement de son verre plat pour modules photovoltaïques et, à ce jour, peu de fabricants de modules dans le monde utilisent encore du verre photovoltaïque de moins de 3,2 mm comme revêtement de modules photovoltaïques individuels.

Au début de 2017, Avic Sanxin a lancé pour la première fois du verre entièrement trempé de 2,5mm dans le monde, avec des propriétés mécaniques proches de 3,2mm de verre trempé à tous égards, ce qui nous a permis de voir la possibilité que le verre entièrement trempé de 2,5mm remplace le verre photovoltaïque de 3,2mm ou 2,8mm comme couvercle pour un seul module de verre. Par la suite, elle a attiré l'attention de nombreuses entreprises étrangères de pièces de rechange bien connues.

Lors de l’exposition SPI 2019 aux États - Unis, nous avons vu SunPower, une société de modules bien connue, et l’ure de Taiwan présenter des modules en verre simple en verre photovoltaïque entièrement trempé d’avic Sanxin de 2,5mm, dont SunPower a obtenu la certification à la fin de 2017. À la fin de l'exposition, des entreprises de modules bien connues en Corée du Sud ont manifesté un grand intérêt pour le remplacement du verre photovoltaïque entièrement trempé de 2,5 mm par du verre photovoltaïque de 3,2 mm sur un seul module de verre et prévoient de tester et de certifier le verre photovoltaïque entièrement trempé de 2,5 mm.

2.3 Effet de l'amincissement du verre photovoltaïque sur la productivité

Comme le montre le tableau ci - dessus, lorsque l'épaisseur nominale du verre est réduite de 3,2 mm à 2,5 mm, 2,0 mm et 1,6 mm, la capacité actuelle du verre dans le même four peut être augmentée respectivement de 17%, 41% et 60%. Cependant, avec l'augmentation de la production de verre mince et un contrôle plus précis de l'épaisseur, la capacité de production de verre mince devrait être encore améliorée.

2.4 effet de l'amincissement du verre photovoltaïque sur le coût

Avec la réduction de l'épaisseur et la production de masse, le coût de fabrication et le prix de vente du verre photovoltaïque mince seront réduits en conséquence. À l'heure actuelle, le prix du marché du verre semi - trempé de 2,5 mm est inférieur de 10 à 12% à celui du verre trempé de 3,2 mm et le prix du verre semi - trempé de 2,0 mm est inférieur de 12 à 15% à celui du verre trempé de 3,2 mm.

2.5 impact de l'amincissement du verre photovoltaïque sur l'énergie et l'environnement

La production de verre photovoltaïque est un processus à forte consommation d'énergie et à forte émission de polluants. À l'heure actuelle, plus de 90% des fours à verre photovoltaïque du monde sont construits en Chine. Si nous pouvons augmenter la capacité des fours individuels en affinant le verre photovoltaïque pour répondre à la demande accrue du marché, d'autre part, il s'agit de réduire le nombre de fours et, partant, la consommation d'énergie et la pollution de l'environnement.

Grande orientation du verre photovoltaïque

3.1 dimensions du verre photovoltaïque

Depuis longtemps, les modules photovoltaïques sont principalement encapsulés avec des batteries de 60 ou 72 mètres carrés. Les dimensions correspondantes du verre photovoltaïque sont principalement de 1,6 à 2,0 m de long et de 0,9 à 1,0 m de large.

Afin d'améliorer le rendement et de réduire au minimum les coûts, les lignes de production des fabricants de verre photovoltaïque sont essentiellement fixées conformément à la norme selon laquelle la longueur du verre ne dépasse pas 2,2 m et la largeur ne dépasse pas 1,1 m. Si cette taille est dépassée, la plupart des fabricants de verre photovoltaïque peuvent la produire.

3.2 dimensions futures du verre photovoltaïque

Avec l'essor des semi - feuilles, des bardeaux de bois et des grandes batteries, la conception des modules photovoltaïques devient de plus en plus complexe et la taille du verre photovoltaïque devient de plus en plus grande.

Plus récemment, le module photovoltaïque de 600W de la batterie M12 a été conçu pour une longueur d'environ 2300mm et une largeur d'environ 1300mm. Entre - temps, les dimensions en verre des derniers modules photovoltaïques M6 500W (6 * 14 = 84 cellules) sont conçues pour une longueur d'environ 2400mm et une largeur d'environ 1050mm. Les auteurs estiment que les verres photovoltaïques de grande taille auront une longueur maximale d'environ 2 400 mm et une largeur maximale d'environ 1 300 mm au cours des 1 à 3 prochaines années.

Sous la pression de la baisse continue des coûts de la Bos et de la réalisation globale de l'objectif de « parité en ligne», l'auteur estime que de plus en plus d'entreprises de modules photovoltaïques participeront à la concurrence des modules de haute puissance et qu'elles seront de grande taille au troisième trimestre de 2020. Production de masse et publication de composants.

Direction de différenciation du verre photovoltaïque

4.1 double vitrage à haute transparence

Par rapport au verre photovoltaïque monocouche traditionnel, le verre à haute transparence à double couche présente deux caractéristiques principales, à savoir l'augmentation de la transmission de la lumière solaire et l'amélioration de l'étanchéité à l'humidité du verre photovoltaïque.

Le principe du double revêtement pour améliorer la transmission solaire est le suivant: premièrement, le substrat et le revêtement de surface sont appliqués sur la surface du verre photovoltaïque. La composition principale du film de base est la silice, l'indice de réfraction est de 1,44, l'épaisseur est d'environ 80 nm, le film de surface est le même que le film monocouche conventionnel, l'indice de réfraction est d'environ 1,29, l'épaisseur est d'environ 110 nm. En ajustant l'épaisseur du film de base et du film de surface, on peut encore réduire la réflectivité de la lumière du soleil et augmenter la transmission de la lumière dans la bande d'onde infrarouge, de sorte que la transmission de la lumière du soleil est plus élevée que celle du verre monocouche.

Le principe du double revêtement pour améliorer l'étanchéité à l'humidité du verre photovoltaïque est que, comme le film de base est une couche dense de silice, il peut mieux empêcher l'humidité de l'air d'atteindre la surface du verre et éviter la réaction d'hydrolyse du sodium₂Theo.₃Dans un verre. La formation d'hydroxydes métalliques érode davantage SiO 2₂La structure de la membrane conduit finalement à une diminution de la transmission du verre photovoltaïque. Par conséquent, le verre à double revêtement a de meilleures propriétés pour s'adapter aux environnements chauds et humides. D'après le rapport d'essai de chaleur humide de l'organisme d'essai faisant autorité, le double revêtement a en effet une meilleure résistance à la chaleur humide que le verre à revêtement unique.

4.2 double vitrage incolore

Le verre à double revêtement peut réduire la réflectivité de la lumière dans les bandes ultraviolettes et infrarouges en ajustant l'épaisseur du film de base et du film facial, de sorte que la couleur d'apparence du double revêtement semble très claire et peut même être ajustée à la « couleur transparente», d'où le nom de « verre incolore à double revêtement».

Le verre revêtu d'une seule couche a une réflectivité lumineuse élevée aux bandes ultraviolettes et infrarouges, de sorte que la surface du verre revêtu d'une seule couche est susceptible d'apparaître Rouge et violet, l'apparence globale est inégale en bleu.

Pour les clients de toiture en Europe et aux États - Unis, ils ont des exigences plus élevées en matière d'apparence et de couleur des modules photovoltaïques. Par conséquent, certaines entreprises de modules bien connues au pays et à l'étranger ont commencé à choisir le verre incolore à double revêtement comme verre photovoltaïque spécial pour les modules de toit, en particulier le verre noir. Le choix des éléments du toit est plus favorable au double vitrage incolore.

L'augmentation du coût du verre incolore à double revêtement est essentiellement la même que celle du verre à haute transparence à double revêtement. À mesure que le coût des modules photovoltaïques diminuera, la demande de modules photovoltaïques sur le toit augmentera encore et la demande de verre incolore à double couche augmentera rapidement.

4.3 verre photovoltaïque pour applications spéciales

Il est entendu que certaines entreprises étrangères de composants se sont développées en bipv (production d'énergie photovoltaïque intégrée pour les bâtiments) ou ripv (production d'énergie photovoltaïque intégrée pour les toits). Ces composants peuvent nécessiter du verre photovoltaïque de dimensions et de formes particulières ou peuvent nécessiter l'impression de différents types de couleurs ou de motifs sur la surface du verre photovoltaïque. Bien que les applications du bipv et du ripv soient encore rares à l'heure actuelle, à long terme, le bipv ou le ripv est une direction inévitable du développement des applications, c'est - à - dire que l'industrie du verre photovoltaïque devrait également tenir compte des tendances de la demande sociale dans ce domaine.