来源 | 索比光伏网 作者丨尹也泽
前不久，笔者在朋友圈看到一篇文章，大意是：对于当前盛行的大尺寸光伏组件，2.0+2.0mm双玻方案无法满足安全可靠的技术要求，应调整为2.5+2.5mm方案。
作为接触一线设计、施工人员较多的媒体人，笔者的第一反应是惊讶。根据相关企业提供的信息，基于182mm电池的78pcs版型双玻组件，重量约为34kg；基于210mm电池的66pcs版型双玻组件，重量约为38kg，这已经是双人搬运的极限。虽然一些地面电站可以采用机械辅助搬运，但在某些山地场景，这些机械并不适用。如果换成2.5+2.5方案，单块组件重量可能超过45kg，给现场施工带来更多困难。与此同时，随着玻璃增厚，组件透光率、背面发电效率都会明显下滑，影响系统发电量，实不可取。
不同厚度的玻璃分别应用在哪些场合？双玻组件有哪些特性？未来发展前景如何？大尺寸、超高功率光伏组件该使用怎样的封装方案？就上述问题，笔者与多位专家进行了探讨。
双玻组件的前世今生
最早的光伏组件统一采用单面玻璃+背板的方案，且玻璃厚度不少于3.2mm。2016年，部分组件龙头企业开始推广2.5+2.5mm双玻组件，应用在农光互补、渔光互补等特殊场景中。后来，为了降低单、双玻价差，提高双玻组件性价比，双玻组件的玻璃厚度被调整为2.0+2.0mm，并沿用至今。
随着单、双面电池价格趋于一致，双面双玻组件开始占据更高市场份额。根据玻璃行业专家统计，2018年双面双玻组件占比还只有8%，到2020年，这一数值已提升至23%。她预测，“到2025年，双面发电组件的市场占比将达到60%，其中双玻组件的市场份额至少有38%，成为主要技术路线。”
从电站投资者的反馈看，双玻组件拥有防隐裂、防水汽透过、抗PID光衰、抗蜗牛纹、更长寿命等诸多优势。加上铝边框之后，也不必担心施工过程碎裂问题，还能提升光伏系统全生命周期发电量10-25%，为业主带来更可靠的收益，是许多电站项目的第一选择。
组件专家介绍，双玻技术刚刚崭露头角时，156.75mm电池、60片版型组件是市场的主流产品，即使采用全铝边框也只有22kg玻璃尺寸，并未超过搬运限制，业内人士往往从设计、施工、发电量等角度给予积极评价。但随着166mm、210mm、182mm等电池片尺寸陆续推出，加上72片、78片、66片产品方案涌现，双玻组件的重量问题开始引起重视。
去年下半年，在光伏玻璃供不应求、价格暴涨的前提下，一些组件企业从减轻产品重量、提升供应链安全的角度推出了单玻+透明背板方案。但随着玻璃价格在2021年一季度末快速回落，人们开始担心有机材料的可靠性，双玻组件重回主流赛道，产品重量问题也被重新提上日程。
索比光伏网认为，企业关心劳动条件、减轻组件重量无疑是好事，但切忌墨守成规，为了满足某些参数，未经充分验证就调整玻璃厚度。光伏项目现场的条件比较复杂，贸然改变玻璃厚度可能破坏组件重量与可靠性之间的平衡。2.0mm双玻方案已经经过行业多年验证，建议继续保留，并作为双玻组件的行业标准。
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2.0双玻的可靠性研究
此前有业内人士提出，3.2mm光伏玻璃可采用全钢化工艺，但2.0mm光伏玻璃只能采用半钢化工艺，在机械强度、风载荷、雪载荷方面可能存在隐患，无法应对复杂气候条件。就这一问题，亚玛顿（SZ:002623）为我们提供了这样的实验数据：
对一块2mm厚度的光伏玻璃，在其表面均匀取72个点，分别编号：
这72个点的应力测试结果如下：
可以看到，玻璃不同位置的应力比较均匀，没有出现某个边、某一点应力差距过大的状况。
将2.0mm玻璃分别封装成组件后，进行沙袋堆积测试：
可以看到，如果支架在组件中部，组件基本无形变；如果支架在组件边缘，组件会出现一定形变，但并未出现破损。
同时，他们也对2.0mm双玻组件进行了冰雹测试，用直径25mm的冰球在23m/s的速度下对组件进行冲击，再对组件进行EL检测，结果显示：电池无隐裂，功率亦无衰减。
从多家组件企业提供的信息看，所有正式发布的大尺寸、高功率组件均已通过第三方机构检测，获得相应认证证书。来自天合光能、东方日升、阿特斯等组件企业的产品专家一致表示，对于最新发布的超高功率组件，无论横梁垂直于长边还是平行于长边，机械载荷都能达到正面5400Pa、背面2400Pa的要求，满足技术标准，可以放心使用。
从玻璃生产看双玻应用
对于一个日融化量1000吨的玻璃窑炉，生产3.2mm、2.5mm、2.0mm三种厚度的光伏玻璃，产能产量情况见下表：
（组件量产效率按20.5%计算）
从上表可以推断，采用2.0mm玻璃后，在玻璃产能不变的前提下，可以比2.5mm玻璃多满足约25%的组件需求。按照2020年底全国玻璃已建成产能27.54千吨/日计算，全年玻璃产量可以满足216.7GW单玻组件或171.6GW双玻组件的需求。考虑到我国光伏玻璃产能已占全球90%，目前还存在尺寸适配、产销适配等问题，玻璃供应形势并不宽裕，将2.0mm玻璃整体切换为2.5mm显然是不明智的。
2020年12月16日，工信部公开对《水泥玻璃行业产能置换实施办法（修订稿）》征求意见，明确光伏压延玻璃和汽车玻璃项目可不制定产能置换方案。索比光伏网认为，该政策可以在一定程度上缓解供应紧张的局势玻璃尺寸，但考虑到玻璃窑炉建设、投产周期较长，产能爬坡也需要时间，对全球玻璃供应还应审慎看待。根据中国光伏行业协会预测，2021年，全球新增光伏装机预计将达150-170GW，到2025年，将达到270-330GW，对硅料、玻璃等环节而言，还存在一定扩产空间。至少目前，我们的关注点还应该放在满足全球光伏项目需求上。
前述玻璃行业专家也指出，玻璃厚度从2.5mm减薄至2.0mm后，组件重量可减轻15%，从而减少包装、运输、安装过程的成本，提高光伏行业竞争力。她强调，更低能耗、更大尺寸、更高透光率、更薄产品是光伏玻璃产业发展的主要趋势，不可动摇。
结论
无论是实验室检测还是第三方认证，2.0mm光伏玻璃都能满足大尺寸组件对玻璃的技术要求。该方案已经在全球众多光伏项目中广泛应用，得到了充分的验证，大家不需要为玻璃厚度和可靠性担心。
根据我国制定的“碳达峰、碳中和”长期目标，未来十年，全国年均新增光伏、风电装机可能超过1亿千瓦。在这一宏伟目标的指引下，我们要正确看待光伏玻璃产业发展，鼓励各种先进技术和产品应用，而不是因循守旧，造成资源浪费。索比光伏网呼吁，作为“双碳”目标的主要推动者，光伏、风电企业应该团结一致，避免内部攻讦，共同完成对传统化石能源的替代，构建以新能源为主体的新型电力系统，提高光伏、风电消纳水平，在未来能源结构调整的过程中担当重任，保障能源安全。
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