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構材料,對組件壽命影響較大,耐候性要求高。
按材料劃分,光伏邊框可分為鋁合金邊框、鋼邊框、復合材料邊框,其中鋁合金邊框使用廣泛,目前滲透率達到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。
光伏復合材料邊框相較鋁合金邊框有四大優(yōu)勢:材料成本低、耐候性能出色、絕緣、輕質(zhì)美觀(guān)。
當前復合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%-25%,后續有望進(jìn)一步降低售價(jià);復合材料邊框耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應用于嚴酷的環(huán)境;復合材料邊框系統無(wú)需接地,有助于降低系統端PID風(fēng)險,提高系統運維安全性;復合材料邊框輕量化且美觀(guān),便于運輸安裝。
復合材料邊框有望在海上光伏等環(huán)境嚴苛或對美觀(guān)度有要求的BIPV/BAPV等應用場(chǎng)景率先應用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性?xún)?yōu)勢實(shí)現對鋁邊框的全場(chǎng)景替代。
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熔化,按比例加入合金改性劑配料,調整合金成分和溫度,將符合工藝要求的鋁合金熔體導入直冷式成型機成型,供給擠壓車(chē)間使用;
擠壓:通過(guò)擠壓機設備,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經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應,陽(yáng)極氧化形成氧化鋁保護層;
深加工:對氧化后的鋁型材進(jìn)行進(jìn)一步的制成,形成便于組裝的光伏邊框。
國內從事光伏邊框生產(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+加工費的形式定價(jià),加工費保持相對穩定。
隨著(zhù)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用量將呈現緩慢下行的趨勢。
預計組件鋁邊框單位價(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)規模將由2021年的320億元逐步提升至2025年的708億元。
復合材料邊框:
光伏復合邊框以玻璃纖維、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,根據檢測到的密封注膠盒內的壓力、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中校正機構,使固化后的玻璃纖維板保持設定的直線(xiàn)度從模具中牽引拉出;
噴涂:對切割后的材料件進(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;
復合邊框相較鋁合金邊框有如下四大優(yōu)勢,有望在海上光伏等環(huán)境嚴苛或對美觀(guān)度有要求的BIPV/BAPV等應用場(chǎng)景率先應用,并在未來(lái)憑借成本及耐候性?xún)?yōu)勢實(shí)現對鋁邊框的全場(chǎng)景替代。
材料成本低:當前復合材料邊框價(jià)格較鋁邊框低20%-25%,后續有望進(jìn)一步降低售價(jià);
耐候性能出色:耐濕熱、耐酸堿、耐鹽霧,廣泛應用于嚴酷的環(huán)境;
絕緣:系統無(wú)需接地,有助于降低系統端PID風(fēng)險,提高系統運維安全性;
輕質(zhì)美觀(guān):輕量化且美觀(guān),便于運輸安裝;
目前國內生產(chǎn)復合邊框的企業(yè)主要以玻璃纖維、聚氨酯為原材料,復合邊框產(chǎn)品均處于第三方認證及客戶(hù)導入階段。
預計2023年末,復合材料邊框產(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)的復合材料邊框原材料用量略有差異,以常規玻纖聚氨酯復合邊框為例,玻璃纖維用量占比在75%-80%不等,聚氨酯在20%-25%不等。
部分復合邊框會(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,根據應用場(chǎng)景的不同,涂層的材料選擇及用量也有不同。
海上光伏項目對邊框耐候性、耐酸堿、耐腐蝕能力要求較為嚴苛,適配的復合邊框中用于增加耐候能力及機械強度的氟碳涂料用量有所上升,通常成本及價(jià)格會(huì )更高。
?
以當前主流方案進(jìn)行測算,各類(lèi)原材料單GW價(jià)值量如下:
相較于鋁合金邊框,復合材料邊框密度較低,但基于強度要求厚度有所提升,故單位用量與鋁合金邊框接近。
目前復合材料邊框處于實(shí)驗室模擬及海上光伏小規模項目實(shí)證階段,團體標準編制也還處于起草階段,后續伴隨著(zhù)行業(yè)標準落地及各大企業(yè)產(chǎn)品驗證推進(jìn)完成,復合材料邊框有望迎來(lái)跨越式發(fā)展。
復合邊框對鋁邊框替代的敏感性分析我們假設2023-2025年,全球光伏新增裝機分別為335/438/547GW,同比增速45.7%/30.7%/24.9%,對應全球組件需求約為419/548/684GW,其中集中式項目組件需求197/252/308GW,分布式項目組件需求222/296/376GW。
預計2025年組件邊框需求可達到10.8億套,鋁邊框價(jià)值量可達到1.03億元/GW。
隨著(zhù)原材料價(jià)格下降,復合邊框定價(jià)折扣增大,2025年價(jià)值量達到0.55億元/GW。
保守情形:假設部分集中式光伏項目基于降本需求對鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項目復合邊框滲透率緩慢提升至2025年的20%;
部分分布式光伏對組件安裝便利性及美觀(guān)度要求提高,分布式項目復合邊框滲透率緩慢提升至2025年的19%,則2025年復合材料邊框需求可達到132GW,滲透率達到19%,市場(chǎng)規??蛇_到72億元。
積極情形:假設部分集中式光伏項目基于降本需求對鋁邊框進(jìn)行替代,集中式項目復合邊框滲透率逐步提升至2025年的40%;部分分布式光伏對組件安裝便利性及美觀(guān)度要求提高,分布式項目復合邊框滲透率逐步提升至2025年的38%,則2025年復合材料邊框需求可達到264GW,滲透率達到39%,市場(chǎng)規??蛇_到145億元。
來(lái)源:國信證券、艾邦光伏網(wǎng)