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光伏邊框:鋁合金、鋼材、復(fù)合材料性能對(duì)比和成本分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-08-04 17:16:03    瀏覽次數(shù):897    評(píng)論:0
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光伏組件邊框:目前鋁邊框?yàn)橹?,成本占比大。光伏邊框是組件的重要組成部分,是主要用于固定、密封光伏組件的框架結(jié)構(gòu)材料,對(duì)組

光伏組件邊框:目前鋁邊框?yàn)橹?,成本占比大?/strong>

光伏邊框是組件的重要組成部分,是主要用于固定、密封光伏組件的框架結(jié)構(gòu)材料,對(duì)組件壽命影響較大,耐候性要求高。

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按材料劃分,光伏邊框可分為鋁合金邊框、鋼邊框、復(fù)合材料邊框,其中鋁合金邊框使用廣泛,目前滲透率達(dá)到95%以上,價(jià)格在光伏組件成本中占比約為10%,目前僅次于電池片。

復(fù)合材料邊框:材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀。

光伏復(fù)合邊框相較鋁合金邊框有四大優(yōu)勢(shì):材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀。

當(dāng)前復(fù)合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%-25%,后續(xù)有望進(jìn)一步降低售價(jià);復(fù)合材料邊框耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應(yīng)用于嚴(yán)酷的環(huán)境;復(fù)合材料邊框系統(tǒng)無(wú)需接地,有助于降低系統(tǒng)端PID風(fēng)險(xiǎn),提高系統(tǒng)運(yùn)維安全性;復(fù)合材料邊框輕量化且美觀,便于運(yùn)輸安裝。

復(fù)合材料邊框有望在海上光伏等環(huán)境嚴(yán)苛或?qū)γ烙^度有要求的BIPV/BAPV等應(yīng)用場(chǎng)景率先應(yīng)用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁邊框的全場(chǎng)景替代。

我們假設(shè)2023-2025年全球組件需求約為419/548/684GW,其中集中式項(xiàng)目組件需求197/252/308GW,分布式項(xiàng)目組件需求222/296/376GW。

保守情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到132GW,滲透率達(dá)到19%,市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)到72億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約45/12萬(wàn)噸;積極情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到264GW,滲透率達(dá)到39%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到145億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約90/23萬(wàn)噸。
鋁合金邊框:
光伏鋁合金邊框以鋁為主要金屬材料,主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)分為熔鑄、擠壓、氧化、深加工四個(gè)主要階段。
熔鑄:將廢鋁加入合金化爐或熔化保溫爐內(nèi)熔化,按比例加入合金改性劑配料,調(diào)整合金成分和溫度,將符合工藝要求的鋁合金熔體導(dǎo)入直冷式成型機(jī)成型,供給擠壓車間使用;
擠壓:通過(guò)擠壓機(jī)設(shè)備,迫使鋁棒產(chǎn)生塑性形變并從擠壓模具的??字袛D出;
氧化:鋁合金在硫酸溶液內(nèi)經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應(yīng),陽(yáng)極氧化形成氧化鋁保護(hù)層;
深加工:對(duì)氧化后的鋁型材進(jìn)行進(jìn)一步的制成,形成便于組裝的光伏邊框。
鋁邊框價(jià)格在光伏組件成本中占比約為10%,目前僅次于電池片。
國(guó)內(nèi)從事光伏邊框生產(chǎn)的企業(yè)較多,主要為鋁型材制造企業(yè)。以產(chǎn)能口徑測(cè)算,2022年底CR2市占率約為32%,CR4市占率約為51%。
鋁邊框主要以原材料價(jià)格+加工費(fèi)的形式定價(jià),加工費(fèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。以永臻股份為例,2022年鋁邊框銷售均價(jià)2.39萬(wàn)元/噸,單位毛利0.27萬(wàn)元/噸。
隨著N型電池滲透率逐步提高,組件功率不斷提升,但同時(shí)組件平均尺寸也在增加,未來(lái)光伏組件鋁邊框單W用量將呈現(xiàn)緩慢下行的趨勢(shì)。

預(yù)計(jì)組件鋁邊框單位價(jià)值量將由2021年的1.51億元/GW逐步下降至2025年的1.03億元/GW,市場(chǎng)規(guī)模將由2021年的320億元逐步提升至2025年的708億元。

復(fù)合材料邊框:
光伏復(fù)合邊框以玻璃纖維、聚氨酯或其他樹(shù)脂為主要材料,主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)分為玻璃纖維粗紗排布、注膠、擠壓模塑及固化、牽引及切割、噴涂五個(gè)主要階段。
玻璃纖維粗紗排布:將玻璃纖維從張力多層紗架上通過(guò)導(dǎo)紗板引入密封浸膠盒中進(jìn)行浸漬;
注膠:密封注膠盒有全自動(dòng)配供料裝置,根據(jù)檢測(cè)到的密封注膠盒內(nèi)的壓力、膠位自動(dòng)注膠;
擠壓模塑及固化:浸漬后的玻纖進(jìn)入固化模具進(jìn)行加熱固化定型得到玻纖板;
牽引及切割:在固化模具的出口端加裝對(duì)中校正機(jī)構(gòu),使固化后的玻璃纖維板保持設(shè)定的直線度從模具中牽引拉出;
噴涂:對(duì)切割后的材料件進(jìn)行涂層噴涂,主要為了增加邊框的耐候性及耐腐蝕性,涂層通常為水性聚氨酯或氟碳涂料;
復(fù)合邊框相較鋁合金邊框有四大優(yōu)勢(shì):材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀,有望在海上光伏等環(huán)境嚴(yán)苛或?qū)γ烙^度有要求的BIPV/BAPV等應(yīng)用場(chǎng)景率先應(yīng)用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁邊框的全場(chǎng)景替代。
材料成本低:當(dāng)前復(fù)合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%-25%,后續(xù)有望進(jìn)一步降低售價(jià);
耐候性能出色:耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應(yīng)用于嚴(yán)酷的環(huán)境;
絕緣:系統(tǒng)無(wú)需接地,有助于降低系統(tǒng)端PID風(fēng)險(xiǎn),提高系統(tǒng)運(yùn)維安全性;
輕質(zhì)美觀:輕量化且美觀,便于運(yùn)輸安裝;
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)復(fù)合邊框的企業(yè)主要以玻璃纖維、聚氨酯為原材料,生產(chǎn)廠商主要有德毅隆、沃萊新材、博菲電氣等絕緣復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè),及中材科技等建筑材料生產(chǎn)企業(yè),其復(fù)合邊框產(chǎn)品均處于第三方認(rèn)證及客戶導(dǎo)入階段。
預(yù)計(jì)2023年末,復(fù)合材料邊框產(chǎn)能有望超過(guò)50GW;2025年末,產(chǎn)能有望超過(guò)190GW。
各家企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合材料邊框原材料用量略有差異,以常規(guī)玻纖聚氨酯復(fù)合邊框?yàn)槔?,玻璃纖維用量占比在75%-80%不等,聚氨酯在20%-25%不等。
振石集團(tuán)則使用更高比例的非聚氨酯樹(shù)脂,以提高拉擠生產(chǎn)效率。
當(dāng)前玻璃纖維及聚氨酯均處于價(jià)格下行通道,預(yù)計(jì)未來(lái)復(fù)合材料邊框成本有望進(jìn)一步降低,成本優(yōu)勢(shì)持續(xù)體現(xiàn)。
此外,部分復(fù)合邊框會(huì)添加少量氟碳涂料或水性聚氨酯等樹(shù)脂涂層以提高耐候性能,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同,涂層的材料選擇及用量也有不同。
海上光伏項(xiàng)目對(duì)邊框耐候性、耐酸堿、耐腐蝕能力要求較為嚴(yán)苛,適配的復(fù)合邊框中用于增加耐候能力及機(jī)械強(qiáng)度的氟碳涂料用量有所上升,通常成本及價(jià)格會(huì)更高。
以當(dāng)前主流方案進(jìn)行測(cè)算,各類原材料單GW價(jià)值量如下:
相較于鋁合金邊框,復(fù)合材料邊框密度較低,但基于強(qiáng)度要求厚度有所提升,故單位用量與鋁合金邊框接近。
目前復(fù)合材料邊框處于實(shí)驗(yàn)室模擬及海上光伏小規(guī)模項(xiàng)目實(shí)證階段,團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制也還處于起草階段,后續(xù)伴隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)落地及各大企業(yè)產(chǎn)品驗(yàn)證推進(jìn)完成,復(fù)合材料邊框有望迎來(lái)跨越式發(fā)展。
復(fù)合邊框?qū)︿X邊框替代的敏感性分析我們假設(shè)2023-2025年,全球光伏新增裝機(jī)分別為335/438/547GW,同比增速45.7%/30.7%/24.9%,對(duì)應(yīng)全球組件需求約為419/548/684GW,其中集中式項(xiàng)目組件需求197/252/308GW,分布式項(xiàng)目組件需求222/296/376GW。
預(yù)計(jì)2025年組件邊框需求可達(dá)到10.8億套,鋁邊框價(jià)值量可達(dá)到1.03億元/GW。
隨著原材料價(jià)格下降,復(fù)合邊框定價(jià)折扣增大,2025年價(jià)值量達(dá)到0.55億元/GW。
保守情形:假設(shè)部分集中式光伏項(xiàng)目基于降本需求對(duì)鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率緩慢提升至2025年的20%;
部分分布式光伏對(duì)組件安裝便利性及美觀度要求提高,分布式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率緩慢提升至2025年的19%,則2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到132GW,滲透率達(dá)到19%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到72億元。

積極情形:假設(shè)部分集中式光伏項(xiàng)目基于降本需求對(duì)鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率逐步提升至2025年的40%;部分分布式光伏對(duì)組件安裝便利性及美觀度要求提高,分布式項(xiàng)目復(fù)合邊框滲透率逐步提升至2025年的38%,則2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到264GW,滲透率達(dá)到39%,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到145億元。

 
(文/小編)
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