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Glass-on-glass技术如何实现高效精准贴合?

什么是玻璃-玻璃技术?

玻璃-玻璃技术,全称为双面玻璃组件技术,指的是太阳能电池板的封装结构中,正面和背面均使用玻璃材料来替代传统的“玻璃-背板”结构。

Glass-on-glass技术如何实现高效精准贴合?-图1
(图片来源网络,侵删)

传统的太阳能组件结构通常是“玻璃- EVA(或POE)- 电池片- EVA- 背板”,背板是一种由多层聚合物(如PET、PVF、PVDF等)复合而成的薄膜材料,主要起到绝缘、防水、耐候的作用。

而玻璃-玻璃组件的结构则是:“玻璃- EVA(或POE)- 电池片- EVA- 玻璃”,它用一块特制的、经过钢化处理的背面玻璃取代了传统的背板。


玻璃-玻璃技术的工作原理

其核心工作原理与普通组件没有本质区别,都是利用光伏效应将光能转化为电能,但其独特性体现在双面发电能力上:

  1. 正面发电:光线穿过正面玻璃,照射到电池片上,进行发电。
  2. 背面发电:光线(包括地面反射光、天空散射光、甚至雪地反射光等)穿过背面玻璃,同样可以照射到电池片的背面,从而实现双面发电

玻璃-玻璃结构是实现高效双面发电的关键,因为玻璃是高度透光的(透光率可达91%以上),并且非常耐用,能够为电池片背面的长期高效发电提供可靠的物理和化学保护。

Glass-on-glass技术如何实现高效精准贴合?-图2
(图片来源网络,侵删)

玻璃-玻璃技术的核心优势

与传统的“玻璃-背板”组件相比,玻璃-玻璃技术具有以下显著优势:

更高的发电量

这是最核心的优势,由于双面发电,玻璃-玻璃组件的总发电量可比传统单面组件高出10%至30%,甚至更多,具体增益取决于安装环境:

  • 地面反射率:在雪地、沙漠、水面或浅色地面等高反射率环境中,增益尤为明显。
  • 安装高度:组件离地面越高,背面接收到的散射光和反射光越多,增益越大。

更长的使用寿命和卓越的耐候性

  • 抗PID效应:PID(电势诱导衰减)是导致传统组件性能衰减的一个重要因素,玻璃-玻璃结构不含易受电势腐蚀的聚合物背板,因此具有极强的抗PID能力,能更好地保证组件的长期性能。
  • 抗隐裂:玻璃的机械强度远高于背板,能更好地抵抗风压、积雪、冰雹等外力冲击,减少电池片隐裂的风险。
  • 耐候性:玻璃本身不惧紫外线、高温、湿气,化学性质极其稳定,而传统背板中的高分子材料在长期紫外线照射和湿热环境下会老化、变黄、脆化,导致绝缘性能下降,玻璃-玻璃组件的寿命通常可达30年以上,甚至更长。

更优的防火性能

传统背板通常是易燃的B1级或B2级材料,而玻璃是不燃的A级材料,这使得玻璃-玻璃组件在发生火灾时不会燃烧、滴落有毒物质,能更好地阻止火势蔓延,安全性极高,特别适用于对防火要求严格的场所,如商业建筑、屋顶光伏等。

更高的回收价值

玻璃是100%可回收利用的惰性材料,而传统背板由于是多种聚合物复合而成,回收难度大、成本高,玻璃-玻璃组件在报废后,可以更方便、更环保地进行拆解和材料回收,符合绿色低碳的发展趋势。

Glass-on-glass技术如何实现高效精准贴合?-图3
(图片来源网络,侵删)

更美观的外观

全玻璃的外观更加平整、美观、高端,颜色统一,没有背板可能出现的色差或鼓包问题,这使得它在建筑光伏一体化、幕墙等对美观度要求高的应用场景中更具优势。


玻璃-玻璃技术的劣势与挑战

尽管优势明显,但该技术也存在一些挑战和缺点:

成本更高

  • 材料成本:背面玻璃、双面EVA胶膜、双面电池片等材料本身成本就高于传统组件的单面材料。
  • 工艺成本:双面组件的生产工艺更复杂,对焊接、层压、检测等环节的要求更高,导致制造成本上升。

重量更大

玻璃的密度远大于背板,玻璃-玻璃组件的重量通常比同尺寸的传统组件重20%-30%,这增加了运输成本,并对安装支架的承重能力提出了更高的要求。

对安装支架要求更高

由于重量增加,安装支架必须有足够的强度来支撑,对于屋顶项目,需要仔细评估屋顶的承重能力,必要时需要加固结构。

自遮挡问题

在支架上安装时,组件的边框会部分遮挡背面,影响背面的有效发电面积,虽然可以通过优化支架设计(如使用无边框或特殊边框)来缓解,但这是双面组件固有的一个问题。


应用场景与未来前景

主要应用场景:

  1. 地面电站:尤其是在高反射率环境(如雪地、沙漠)和高支架安装场景下,其双面发电增益优势能最大化,从而缩短投资回报周期。
  2. 水面光伏:水面具有极高的反射率,玻璃-玻璃组件在此场景下发电量增益非常可观。
  3. 建筑光伏一体化:其卓越的防火性能、美观度和长寿命,使其成为建筑幕墙、采光顶等应用的理想选择。
  4. 对可靠性要求高的项目:如商业屋顶、工业厂房等,业主更看重组件的长期稳定性和安全性,玻璃-玻璃技术是很好的选择。

未来前景:

随着全球对光伏发电效率和可靠性要求的不断提高,以及双面电池技术的快速发展和成本下降,玻璃-玻璃技术正从高端市场走向主流市场

  • 成本下降:随着规模化生产和技术的成熟,玻璃-玻璃组件的成本正在快速下降,与传统组件的价差逐渐缩小。
  • 技术迭代:更轻质化的玻璃(如减薄玻璃)、无边框设计、高透光率玻璃等新技术的应用,正在努力克服其重量大的缺点。
  • 政策驱动:全球范围内对绿色建筑、防火安全和可持续发展的重视,也推动了玻璃-玻璃技术的应用。

玻璃-玻璃技术是一种通过“正面玻璃+背面玻璃”的结构,实现太阳能组件双面发电全面提升组件耐用性、安全性和美观度的创新封装技术,尽管目前仍面临成本和重量的挑战,但其显著的发电增益、超长的使用寿命和卓越的防火性能,使其在未来的光伏市场中,尤其是在大型地面电站和高要求的建筑应用领域,具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。

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