光伏組件封裝流程及成本構(gòu)成
單片太陽(yáng)能電池的輸出功率有限,因此,為了獲得所需要的電流、電壓和輸出功率,保護(hù)太陽(yáng)能電池不受外界損傷,并且能夠穩(wěn)定運(yùn)行25年以上,太陽(yáng)能電池片需要經(jīng)過(guò)串聯(lián)、密封熱壓等流程后,封裝成太陽(yáng)能組件。今天給大家介紹下組件封裝損失、主流晶硅電池封裝流程以及封裝輔材成本構(gòu)成。
封裝損失
封裝將帶來(lái)一定的組件功率損失,該損失一般控制在5%以內(nèi)。效率損失通常用CTM值(Cell To Module)來(lái)衡量:
CTM=組件輸出功率/電池片功率總和
CTM值與電池片種類、蓋板玻璃的透光率、封裝材料的光學(xué)特性、封裝工藝等因素相關(guān),CTM 值越高表示組件封裝功率損失的程度越小。目前,組件的CTM 都在95% 以上。隨著采用組件光線陷光技術(shù)、半片及疊片等技術(shù),以及高透光率玻璃、反光焊帶等封裝材料技術(shù),CTM 有望繼續(xù)提升,甚至有可能超過(guò)100%. 下圖給出了2016-2025 年電池到組件封裝損失(CTM)的預(yù)測(cè)趨勢(shì)。
電池的封裝損失直接增加了后續(xù)光伏電站的發(fā)電成本,一般認(rèn)為,組件的功率損失主要包括光學(xué)損失和電學(xué)損失。光學(xué)損失主要是由玻璃、EVA和焊帶遮光等封裝材料的透過(guò)率和光學(xué)失配引起的;電學(xué)損失主要包括:連接電池片的焊帶和匯流條本身的電阻帶來(lái)的串聯(lián)電阻損失,電流不同的電池片串聯(lián)在一起時(shí)引起的電流失配損失,接線盒的電阻引起的損失等。
封裝流程
光伏組件封裝結(jié)構(gòu),從上到下依次為:玻璃→EVA→電池片→EVA→TPT背板(如下圖)。
組件封裝流程依次包括:電池片分選→單焊→串焊→疊層→層壓→修邊→裝框→接線盒安裝→組件測(cè)試→高壓測(cè)試→清洗→裝箱入庫(kù)(如下圖)。
簡(jiǎn)單介紹下關(guān)鍵步驟。
1電池分選
一條優(yōu)質(zhì)產(chǎn)線上生產(chǎn)出的電池,在性能參數(shù)上也會(huì)不盡相同。因此,為了更有效的實(shí)現(xiàn)電池片匹配,應(yīng)根據(jù)性能參數(shù),將電池片進(jìn)行分類,將性能一致或相近的電池組合在一起成為組件。一般通過(guò)電池的輸出參數(shù)(電流和電壓)的大小來(lái)分類,從而提高太陽(yáng)能電池的利用率,將組件的性能最優(yōu)化。
2單焊
是將匯流帶焊接到電池正面(負(fù)極)的主柵線上,匯流帶為鍍錫的銅帶,焊帶的長(zhǎng)度約為電池邊長(zhǎng)的2倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電極相連。
3串焊
背面焊接是將N片電池串接在一起形成一個(gè)組件串,電池的定位主要靠一個(gè)膜具板,操作者使用電烙鐵和焊錫絲將單片焊接好的電池的正面電極(負(fù)極)焊接到"后面電池"的背面電極(正極)上,這樣依次將N片串接在一起并在組件串的正負(fù)極焊接出引線。
4疊層
背面串接好且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后,將組件串、玻璃和切割好的EVA、背板按照一定的層次敷設(shè)好,準(zhǔn)備層壓。敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置,調(diào)整好電池間的距離,為層壓打好基礎(chǔ)。(敷設(shè)層次:由下向上:玻璃、EVA、電池、EVA、玻璃纖維、背板)。
5組件層壓
將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi),通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出,然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起;最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步,層壓溫度、層壓時(shí)間根據(jù)EVA的性質(zhì)決定。
組件輔材成本構(gòu)成
組件各部分成本占比,詳見(jiàn)下圖所示,其中占比最大的依次為邊框27%、玻璃19%、背板17%、EVA12%。成本構(gòu)成根據(jù)各個(gè)公司選擇輔材的品牌、質(zhì)量會(huì)有所不同,所以數(shù)據(jù)只能反映大概的成本組成。
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