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2021年大尺寸光伏玻璃能否满足组件市场?

近期光伏玻璃降价成为热议,光伏玻璃产能充足,然而大尺寸组件市场能否满足供应?

光伏玻璃选用超白玻璃,相比普通玻璃透光率更高

光伏玻璃选用透光率高的超白玻璃,超白玻璃所需超白石英砂较为稀缺。光伏玻璃要求具有较高的透光率,透光率直接决定光伏组件的发电效率,超白玻璃是光伏玻璃原片的唯一选择。普通玻璃铁含量在0.1%左右,玻璃颜色呈现为绿色,透光率较低,3.2mm的普通玻璃透光率约为88%;超白玻璃是超透明低铁玻璃,含铁量低于0.015%,具有自爆率低、颜色一致性高、透光率高、性能稳定等优点,3.2mm超白玻璃的透光率约91.5%,相比普通玻璃高出3.5个百分点。

目前行业内各公司的超白玻璃产品均在91.5%左右,进一步提升光伏玻璃透光率需借助镀制减反膜的方式,可提高2%左右的透光率。超白玻璃用石英砂质量要求高,对含铁量的要求十分严格,天然超白石英砂矿较为稀缺,国内仅有安徽凤阳、湖南、广东河源、广西和海南等少数地区存有砂矿资源。

超白玻璃分为压延和浮法工艺,压延为光伏玻璃首选

超白玻璃分为超白压延和超白浮法。根据生产工艺,超白玻璃分为超白压延玻璃和超白浮法玻璃。超白压延玻璃是采用压延工艺,利用压延机将熔融的玻璃液辊压成板状玻璃带,再经过退火得到玻璃原片。压延工艺制成的玻璃表面带有特殊花纹可以增加透光率,是目前光伏玻璃的主流产品。超白浮法玻璃是采用浮法工艺,将玻璃熔液注入锡液表面,利用重力形成表面平整的玻璃,最后经退火制成超白浮法原片。

超白压延的透光率更高,是面板首选材料,背板采用超白浮法也被下游接受。与超白浮法玻璃相比,超白压延玻璃表面经过压延形成了特殊的花纹,凹凸花纹减少光反射、增加了太阳光从不同入射角的透过率,使得压延玻璃的透光率更高。根据分析,2.0mm厚度的压延玻璃和浮法玻璃平均透光率分别为91.93%和88.27%。

整体来看,超白压延玻璃比超白浮法玻璃的综合透光率高出3%-4%。透光率每提高1%,光伏电池组件发电功率可提升约0.8%,因此超白压延玻璃是光伏组件面板的首选材料。双玻组件采用超白浮法玻璃作为背板已成为一种趋势,背板发电功率本身较低,整体来看采用浮法做背板的组件功率损失约1-3W,降幅1%左右,在压延和浮法存在一定价差的情况下可被下游接受。

超白压延玻璃表面有花纹,抗冲击性较低,超白浮法玻璃平整度较高,抗冲击性较强,而随着厚度降低,抗冲击强度相差越大, 1.6mm厚度下浮法玻璃平均抗冲击高度高出压延玻璃97%。未来在封装玻璃超薄趋势下,浮法玻璃相对压延玻璃的替代性或有望增强。

硅片尺寸大型化节奏快,大口径窑炉预计结构性紧张

硅片大型化趋势明显,对于封装玻璃提出大尺寸需求。为获得更高组件功率以降低单位成本,很多企业开始调整组件尺寸,硅片在原有的156.75mm基础上又出现了158.75mm, 161.75mm,166mm等不同尺寸规格,中环则推出210mm尺寸M12硅片,同时也推出迭代产品M10(200*200mm)与M9(192*192mm)。

根据CPIA数据,2020年市场158.75mm和166mm尺寸占比合计达到77.8%,156.75mm尺寸(包括157mm)由2019年的主流尺寸下降为17.7%,预计在2022年左右被淘汰;2020年182mm和210mm尺寸合计占比约4.5%,预计2021年其占比将快速扩大,或将占据一半市场份额。

大尺寸电池片渗透加速,组件尺寸随着增大,对于封装的光伏玻璃提出新的大尺寸需求。

500W以上组件需要1300mm玻璃,大尺寸光伏玻璃满足率预计50-60%。硅片尺寸变化加快,导致玻璃产线需要满足新的尺寸要求。

光伏玻璃宽度是在产线设计时就已经固定,组件尺寸的大型化会使得过去产线切割产生的废边增多,产能利用率下降造成不经济。以650t/d窑炉为例,一般窑炉口宽2.4米,可以一切两片生产1100mm宽(1052*2115组件)的光伏玻璃,最终产品应用于M6、M10、G1、M9等组件,但无法一切二生产1302mm (1302*2202)的大尺寸玻璃,无法应用于500+W的组件上。

210尺寸500W以上的组件所需玻璃宽度为1300mm,超过现有窑炉的最佳经济切片宽度,窑炉口宽在2.8米以上才可匹配210组件所需的1300mm宽版玻璃,2.6米可满足480W的210组件。

若我们假设2021年预计新增的产能中,25%为2.8米口径的产能,全部生产2.0mm双玻,可支撑28GW装机量;而210组件渗透率达到25%对应装机量43GW,存在一定的供需缺口,无法满足210组件全部采用500W以上的规格。

在2020年11月29日召开的光伏玻璃企业和光伏组件企业供应保障座谈会上,会议代表预估2021年大尺寸玻璃的满足率仅50%至60%,存在结构性供需紧张。

光伏玻璃的产线改造

长期以来,光伏组件主要是使用60片或72片的M2电池片封装而成,相应的光伏玻璃尺寸主要为长度为1.6~2.0米和宽度0.9~1.0米。

为了尽可能的提高成品率和降低成本,光伏玻璃制造企业的生产线基本上都是按照玻璃长度不超过2.2米、宽度不超过1.1米的标准来设置。

专家认为未来1~3年,大尺寸光伏玻璃的最大长度为2400mm左右、最大宽度为1300mm左右。

针对长度2400mm、宽度1300mm的大尺寸光伏玻璃,下面从几个主要的光伏玻璃生产工序来分析其改造必要性、周期和成本。

从压延工序分析

因为板面宽度不足原因,市场上现有的部分窑炉口压延机可能需要拓宽改造,改造周期一般在3~4个月,成本在150万元左右/线。

从磨边工序分析

因为长度的磨边能力限制原因,市场上现有的绝大部分磨边机都需要更换,改造周期一般在4~5个月,成本在150万元左右/大线。

从镀膜工序分析

因为镀膜辊宽度原因,市场上现有的绝大部分镀膜设备和镀膜辊都需要更换,改造周期一般在4~5个月,成本在300万元左右/大线。

从钢化工序分析

因为钢化宽度限制的主要原因,市场上现有的绝大部分钢化设备都需要更换,改造周期一般在4~5个月,成本在650万元左右/线。

从清洗工序分析

因为宽度限制的主要原因,市场上现有的绝大部分清晰设备都需要更换,改造周期一般在2~3个月,成本在50万元左右/大线。

从堆垛工序分析

因为玻璃长度限制原因,市场上现有的绝大部分堆垛设备都需要更换,改造周期一般在2~3个月,成本在100万元左右/线。

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