光伏外线有什么
随着光伏行业已全面进入平价时代,双碳能源转型目标指引光伏新增装机迈向TW时代,光伏优质辅材有望搭乘平价东风打开天花板。
光伏产业链从上游硅料到光伏组件生产过程中需要用到的辅材包括:坩埚、热场、金刚线、银浆、铝浆、胶膜、玻璃、背板、铝边框、接线盒等,组件与BOS环节的逆变器、支架等配合形成光伏电站。
其中,光伏背板是组件背面的封装材料,处于光伏组件最外层,主要用于抵抗湿热等环境对电池片、EVA胶膜等材料的侵蚀,起到耐候及绝缘保护的作用,并在一定程度上提升光伏组件的光电转换效率。
光伏背板位于光伏产业链中上游环节:
资料来源:公开资料收集整理
光伏背板属轻资产行业,以复合型背板为例,以PET基膜、氟材料及胶黏剂等为主原材料占成本比重高达88%,因此材料的创新及使用是光伏背板行业的降本重点。
2021年国内主要以含氟背板为主,其占比为66%
就光伏背板市场结构而言,目前国内仍主要以含氟背板为主,2021年占比66%,预计随着双玻光伏组件发展,玻璃背板整体占比将持续提高。
图表 2 2021年中国光伏背板市场结构占比分布情况
资料来源:CPIA,灵动核心收集整理
如果背板按照500万平/GW计算,我们估算出背板年需求量,如下图所示:
图表 3 2022-2025年光伏背板需求量分析
数据来源:灵动核心收集整理
虽然背板的市场规模增长率暂时受到双玻组件渗透率的逐年提升的影响、成长增速开始放缓下降,但随着在部分使用场景下可以取代一面玻璃的透明背板、及能够应用于屋顶、及其他分布式电站场景的轻量化组件的出现,从2022年起给背板市场带来了额外的增长空间。此外,2021年6月国家能源局发布的《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,表明从国家政策层面加快推进国内的屋顶分布式光伏市场,也有望极大提升背板产品的国内市场规模。同时随着全球光伏发电装机量的增长,封装胶膜的市场规模和需求呈高速成长。绝缘条、定位胶带等存量电站的维修材料,市场规模和需求随光伏发电组件的存量规模的整体增长而持续增长。
光伏背板竞争格局:国产化率超90%,行业集中度高
国内背板市场以含氟材料为主,结构及材料由原来的多样化向少数几种主流结构(如双面含氟复合结构)集中,由原来的多国争霸向国产集中。
国外传统背板企业由于不适应快速降本的企业环境,利润率变薄,市场份额逐年降低,自2016年起,日本3M、日本东丽、德国肯博等国外企业相继退出中国背板市场。
随着中国光伏产业的高速发展,近年来国内涌现出数十家光伏背板公司,国内背板企业总产能已充分满足国内及全球市场需求。
光伏背板国产化率超过90%,行业集中度较高。只有部分组件产品招投标中指定采用进口PVF(美国杜邦)或PVDF(阿科玛)的氟膜材料生产的KPK或TPT结构背板,受限于成本较高,进口产品需求量会更趋萎缩。
从国内主要光伏背板企业经营状况来看, 2021年赛伍技术公司营业收入为14.25亿元,中来股份公司营业收入为18.51元,明冠新材公司营业收入为10.54亿元,福斯特公司营业收入为7.5亿元,乐凯胶片公司营业收入为10.58亿元。
图表 4 主要企业近几年营业收入情况(单位:亿元)
数据来源:各公司年报、灵动核心收集整理
根据数据显示,2020年全球市场CR3占比达62%,其中赛伍技术连续七年占比全球第一。2021以来,受PVDF 氟膜的供应短缺和原材料价格大幅上涨的影响,赛伍技术拉长了光伏背板的产品线,整体光伏背板产销小幅度下降,营收小幅度回升,相较而言中来股份整体产销和营收皆出现较大增长,无论是从光伏背板产销数据还是从营收来看,中来股份已超过赛伍技术成为新的全球龙头。
图表 5 2021年中国光伏背板市场份额占比情况
资料来源:灵动核心收集整理
行业发展趋势:透明背板成核心驱动力
2021年全球新增光伏装机量约为183GW,其中单面单玻组件占比约70%,双面双玻组件约30%。
受双面电池及玻璃薄片化驱动,双玻组件占比不断提升,传统有机背板需求近乎停滞,透明背板凭借轻量化优势与光伏玻璃形成差异化竞争。
根据赛伍的预测,能取代玻璃的使用场景是轻量化组件,主要是应用在屋顶和部分发达国家的地面电站,透明背板对玻璃替代的可能性在20~30%之间。
国家“十四五”重点发展的薄膜产品中鼓励发展高端光伏背板膜产品,并且随着“碳中和”写入政府工作报告及光伏度电成本的不断下降,光伏发电将展现出更强的成本竞争力,应用领域将继续扩大,我国光伏市场规模仍将保持增长态势。
光伏产业目前已经涉及到的包括很多方面,以后会更多:
1、集中式光伏发电站;
2、分布式户用光伏发电站;
3、风光互补路灯、光伏路灯、高速警示灯光伏供电、道路测速电子眼光伏供电、监控光伏供电、田园景观灯等;
4、农业大棚、农光互补项目;
5、渔光互补项目;
6、光伏停车棚、光伏充电桩、光伏充电桩停车棚等;
7、大厦光伏外墙、光伏阳光房、光伏厂房房顶、光伏瓦、光伏路面等;
8、光伏水泵;
9、光伏供电的二轮电动车、三轮电动车。已在研究的光伏供电小汽车。
10、光伏充电宝、光伏背包、光伏挎包等。
①防雷接地包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚以及连线架空线路的电缆金属外皮都要接地,以便将流过的雷电引入大地。
②工作接地逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈接地。
③保护接地光伏电池组件机架、控制器、逆变器、配电柜外壳蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮接地。
④屏蔽接地电子设备的金属屏蔽接地
⑤重复接地低压架空线路上,每隔1km处接地。
太阳能光伏系统定义:
太阳能光伏系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。
光伏发电系统通常由光伏方阵、蓄电池组(可选)、蓄电池控制器(可选)、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等设备组成:高倍聚光光伏系统(HCPV)还包括聚光部分(通常为聚光透镜或者反射镜)。
光伏方阵光伏方阵(PV Array)称光伏阵列,是由若干个光伏组件或光伏板按一定方式组装在一起并且具有同定的支撑结构而构成的直流发电单元。蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。
电池组件及方阵检查:
光伏发电系统的检查主要对各个电器设备、部件等进行外观检查,内容包括电池组件方阵、基础支架、接线箱、控制器、逆变器、系统并网装置和接地系统等。
检查方阵外观是否平整、美观,组件是否安装牢固,引线是否接触良好,引线外皮有否破损等。检查组件或方阵支架是否有生锈和螺丝松动之处。
1,太阳能电源:
(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;
(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;
(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
2,交通领域:
如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
3,通讯/通信领域:
太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
4,家庭灯具电源:
如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
5,光伏电站:
10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
(1)太阳能电池方阵。太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。因为单个太阳电池的电压一般比较低,所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板,作为一个应用单元,然后根据供电要求,再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵。太阳能电池板(某些半导体材料,目前主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅,经过一定工艺组装起来)是太阳能光伏系统中的最主要组成部分,也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。太阳能电池板在有光照情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光电效应”。在光电效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,它是能量转换的器件。
(2)蓄电池组。其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中,可不加蓄电池组。
(3)控制器。对电能进行调节和控制的装置。
(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备,是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统,本文主要介绍太阳能光伏并网发电系统[1]。如图1所示,并网逆变器由igbt等功率开关器件构成,控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断,使输出电压极性正负交替,将直流输入转换为交流输出。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。
一般有高压变压器、逆变变压器、高压开关柜(35KV)(10KV)以及低压开关柜、太阳能光板。一次设备、二次设备:一次设备开关柜、接地变、主变、箱变、逆变器、组件。
二次设备:保护、踪自系统设备等。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统,属国家鼓励的绿色能源项目。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。
光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。
到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。