超白压延玻璃在太阳能光伏产业的应用

超白压延玻璃在太阳能光伏产业的应用丰富的太阳能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，假如把地球表面0．1％的太阳能转为电能，若转变率5％，每年发电量相当于目前世界上能耗均40倍。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源研究。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏曰辐射量最高达每亚方米7千瓦时，年日照时数大于2000小时。与司纬度的其他国家相比，我国太阳能辐射量与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有着巨大的开发潜能。超白压延玻璃太阳能光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。制作太阳能电池时，晶体硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化为交流电，需要安装电流转换器。电能产生后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。太阳能电池制作过程中正面覆盖的玻璃，使用的就是超白压延玻璃，或称之为太阳能电池封装玻璃。这种新的产品已经开始引起越来越多玻璃企业的重视，成为众多企业计划竞相开发的高科技玻璃新产品之一。太阳能电池封装玻璃的生产工艺主要为压延法。它是采用特制的压花辊，在玻璃成型过程中，将超白玻璃表面压制成金字塔形或桔子皮形花纹，形成绒面玻璃。其主流产品为经钢化加T后的超白压延玻璃，厚度为3.2mm，在太阳能电池光谱响应的波长范围(320一ll00nm)内，透光率可达91％以上，对大于1200nm的红外光有较高的反射率。超白压延玻璃的生产与普通庄延玻璃生产相比有其特殊的技术要求。主要体现在以下几个方面：1．由于玻璃成分中含铁量极低，玻璃在熔制过程中必须采取与之相适应的熔化、澄清1二艺制度：2．在玻璃熔窑的设计上．其结构和耐火材料的匹配必须满足玻璃在熔化、澄清和冷却过程中的工艺要求；3．配合料成分除了需要满足极低铁含量外，还需进行调整，以满足玻璃的熔化，特别是澄清的要求；4．在配合料的制备过程中，必须全过程避免金属铁及其他有害非铁金属的混入；5．玻璃表面必须压制成特定的绒面(金字塔形或桔子皮形花纹)。据了解，目前国内主要生产商有上海耀皮、深圳南玻、深圳信义等数家。光伏产业发展趋势及超白压延玻璃的市场前景超白压延玻璃作为太阳能电池的封装玻璃，其市场主要取决于太阳能光伏产业的发展趋势。据预测，今后10年，太阳能光伏发电组件的生产将以20vA．~30％，甚至更高的递增速度发展。快速发展的“阳光屋顶计划”、各种减免税政策和补贴政策及逐渐成熟的“绿色电力”价格为光伏市场的发展提供了坚实的基础。市场将逐步由边远地区和农村的补充能源向全社会的替代能源过渡。预测，本世纪中叶，光伏发电将成为人类的基础能源之一。太阳能光伏发电的前景已经被越来越多的国家政府和金融界(如世界银行)所认识。特别是1997年以来．许多发达国家和地区纷纷制定光伏发展规划，如美国计划到2010年累计安装4.6GW(美国能源部规划，含百万屋顶计划)；欧盟累计安装6．7GW(可再生能源白皮书)，其中3.7GW安装在欧洲内部，3GW出口；日本累计安装5GW；预计其他发展中国家1．8Gw(估计约10％)，世界累计安装18GW，是1998年的200多倍。各国的光伏发展规划完成后，世界光伏组件价格应在1一1.5美／Wp，安装成本在2美元以下，发电成本6～8美分／kWh。1．光伏发电成本将逐步降低。光伏发电系统安装价格每年以9％速率降低。1996年平均安装成本约7美元／Wp，2010年将降到6美分／kWh，系统安装成本相当于1.7美元／Wp。降低成本可通过扩大规模、提高自动化程度和技术水平、提高电池效率等技术途径实现。有关研究指出，500M’W／年的规模，采用现有不同的商业化晶硅技术，可使光伏组件成本降低到0．71～1.78欧元／Wp，如果加上技术改进和提高电池效率等措施。组件平均成本可降低到l美元WP。这个组件成本水平，加上系统其他部件成本也在不断改进和降低，发电成本6美分，kWh是现实的。考虑到薄膜电池未来降低成本的潜力更大，因此，在本世纪前10～30年把光伏发电系统安装成本降低到与核电可比或更低是完全可能的。2．光伏产业向百兆瓦级规模和更高技术水平发展。本世纪光伏组件的生产规模将向百兆瓦级甚至更大规模发展，同时，自动化程度、技术水平也将大大提高，电池效率将由过去的水平(单晶硅13％～15％，多晶硅11％～13％)向更高水平(单晶硅18％～20％．多晶硅16％～18％)发展，同时薄膜电池在不断研究开发，这些都为大幅度降低光伏发电成本提供了技术基础。3．光伏建筑将成为光伏应用的最大市场。光伏建筑集成及并网发电近年来获得了快速发展。建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需另占土地：能省去光伏系统的支撑结构、省去输电费用；光伏阵列可代替常规建筑材料，节省材料费用；安装与建筑施工结合，节省安装成本；分散发电，避免传输和分电损失(5％～10％)，降低输电和发电投资及维修成本。集成设计使建筑更加洁净、完美，更易被专业建筑师、用户和公众接受。太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范例，国际社会十分重视。国际能源组织(。[EA)于1991年和1997年相继两次启动建筑光伏集成计划。许多国家相继制定了本国的“阳光屋顶计划”，使得建筑光伏集成技术蓬勃发展。例如，1997年6月，美国宣布了克林顿总统“百万屋顶光伏计划”，2010年完成。该计划旨在加速和促进美国光伏产业的快速发展，把发电成本降到6美分／kWh以下，起到减排CO、、增加社会就业、保持和加强美国光伏产业在世界的领先地位和支配地位的作用。欧洲于大致相同的时间宣布了“百万屋顶计划”，于2010年完成。日本政府的计划目标是。到2010年安装5000MW屋顶光伏发电系统。德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于1998年10月提出了一个光伏工业20年来最庞大的计划，在6年内安装10万套光伏屋顶系统，总容量在300～500MW，每个屋顶约3～5kW，总费用约9．18亿马克。该计划提供10年无息信贷，政府提供37．5％的补贴，于1999年1月实施。该计划在德国引起了很大反响，对德国的光伏工业将产生不可估量的影响。建筑物能耗占世界总能耗的l／3，是未来太阳能光伏发电的最大市场。光伏系统和建筑结合将根本改变太阳能光伏发电在世界能源结构中的从属地位，前景十分广阔。4．本世纪前半期光伏发电将超过核电。专家分析预测，未来光伏发展的年增长率在200／0～30％之间。按照指数增长规律，光伏将很快发展成巨大的市场。以整机容量计，需要30~50年就可超过核能。1997年，世界发电总装机容量约2000GW，其中核能约370GW，占17％。世界核电发展是呈收缩或维持趋势，我国和许多发展中国家由于工业化速度加快，能源短缺，还会适当地发展核能。到本世纪30～50年代，核能将发展到500—600GW。1998年世界光伏发电总装机容量0.8GW。以2040年计算，就要求从现在开始，光伏发电每年增长速度为16.5％。石油对能源贡献了整整100年，光伏发电从今天对能源的微小贡献到未来的重大贡献所需时间比石油要短得多。由此可以看出，太阳能光伏发电未来具有重大的应用背景，同时也预示着超白压延玻璃的市场前景是十分光明的。我们有理由相信，超白压延玻璃在以后不长的时间，必定会成为更多玻璃企业关注，并予以全力开发的玻璃产品新品种。