光伏组件边框材料比较优势与供需分析

  边框是光伏组件的重要辅材之一，成本占比近9%，其中，铝边框的市占率高达96%。在铝边框的制作的完整过程中，加工费一般相对来说比较稳定，影响边框价格的主要是铝价。

  目前银白色铝型材的价格为4800元~5000元/吨，黑色铝型材的价格为6700元/吨左右。

  另一方面，在面对海上、滩涂、盐碱地等场景时，光伏组件要求具备较强的耐腐的能力，而铝是活泼金属，与酸碱都能发生反应，导致传统铝边框方案很难保证25年使用寿命。

  目前产能较大的光伏铝型材边框企业主要有永臻科技、营口昌泰、中信渤海和鑫铂股份，其中永臻科技、鑫铂股份市场占有率分别达到17%、12%。2022年底前四家企业总产能可超70万吨，那时鑫铂股份产能有望超越永臻科技。

  2022年以来，晶科能源、隆基绿能、亿晶光电等光伏龙头纷纷开展复合材料在光伏边框领域的应用。如2022年8月，晶科能源方面与德毅隆、科思创投资组成的参编单位，就关于《晶体硅光伏组件用玻纤增强复合材料边框的技术标准》立项展开讨论；2022年12月，隆基绿能与万华达成战略合作，这中间还包括聚氨酯复合材料边框合作等。

  目前国内已经有公司共同研发推进使用玻纤替代光伏组件中的铝合金边框等部件，目前已经到了最后的验证阶段。“玻纤边框最大的优势是能降低10%左右的成本，同时能更好地适应一些恶劣的环境，据计算，1GW的光伏组件大概需要3000吨

  目前部分光伏项目还停留在传统铝合金边框， 希望社会各界那个及时转变观念。

  目前，国内外采用最多的是金属材料做支架，其中采用钢材料做支架的形式较为常见。由于钢材料密度大、强度高且结构稳定等特点，其在制作的完整过程中不有必要进行大量的焊接等工艺处理，因而成本相比来说较低，因此在我国光伏发电系统中得到了广泛应用。然而，由于钢材密度大、强度高且易生锈等特点，钢支架在实际使用的过程中存在一些问题，如焊缝开裂、变形以及锈蚀等。

  光伏支架成本中原料成本占七成以上，其中一半来源于钢材。而由于跟踪支架增加了回转减速装置以及电控箱，得益于成本较低国内主要是采用固定支架。支架钢材部分最重要的包含横梁、斜梁、斜撑、立柱、斜拉杆等部件，以型钢为主材，包含C型钢、角钢、H型钢，部分支架也使用钢管与方矩管。以某光伏电站项目为例，该工程采用竖排2*30阵列，其中横梁与斜梁选择C型钢，立柱选择钢管，斜撑与斜拉杆使用角钢，匡算每MW大约使用38吨钢材

  光伏支架一般都会采用碳钢热浸锌板、铝合金和不锈钢等材料，目前锌铝镁材料正逐步被市场认可。

  光伏铝边框是太阳能电池板的一个组成部分，通常由铝合金制成，用于保护太阳能电池板的边缘，并增强其结构强度。铝边框优势显著，与光伏产品属性契合度高。铝边框具有轻便、抗腐蚀、强度高、方便运输与安装、寿命长且残值高等特性，完美契合光伏组件边框固定、密封太阳能电池组件、增强组件强度、延长常规使用的寿命，便于运输、安装的需求。近年来，随着太阳能电池板需求的持续不断的增加，光伏铝边框的市场也慢慢变得大。越来越多的企业开始涉足该领域，并研发出更高效、环保的光伏铝边框产品，以满足市场需求。

  从我国的光伏铝边框需求量及预测情况去看，呈现持续上升的态势。2021年我国的光伏铝边框需求量为39.5万吨，预计2025年将达到51.9万吨。

  以某光伏电站项目为例，该工程采用竖排2*30阵列，除横梁与斜梁选择C型钢其他全部采用使用铝边框匡算每MW大约使用10吨铝材

  穿孔式碳纤维复合材料光伏支架是在传统桁架式光伏支架的基础上，通过采用树脂浸渍或玻璃纤维浸渍等方式将碳纤维复合材料加入到传统光伏支架的桁架结构中，以提高组件性能。

  复合材料光伏支架与金属光伏支架相比，具有强度高、质量轻、可回收、耐腐蚀、耐低温等优势。复合材料光伏支架的重量比金属支架轻40%~70%，对太阳能发电系统来说，减轻重量可以明显降低发电系统的成本，提高发电系统的稳定性。另外，复合材料光伏支架在安装过程中无需进行焊接和复杂的防腐处理，可有实际效果的减少施工工作量，降低安装成本。复合材料光伏支架还可以与不一样的形状、规格的太阳能电池板相匹配，有效提升太阳能电池板的利用率。

  复合材料光伏支架的出现，既是太阳能发电技术的发展的新趋势，也是提高太阳能发电系统性能的一种有效手段。复合材料光伏支架的优势显著，但由于其制造成本相比来说较高、复合材料性能与光伏组件性能匹配度低等原因，其在太阳能发电系统中的应用还面临着一定的挑战。

  复合材料光伏支架的优化设计和新型制造工艺将是未来研究的重点方向。复合材料光伏支架的应用还存在一些技术挑战，如缺乏统一标准、产品性能评价方法不完善、成本比较高等。这样一些问题都有待于解决，以推动复合材料光伏支架在太阳能发电系统中的应用。

  使用玄武岩纤维复合材料制成的光伏支架变形最大值3.12 mm，钢材光伏支架变形最大值为3.37 mm，玄武岩纤维复合材料光伏支架纤维方向应力最大值11.8 MPa，钢材光伏支架等效应力最大值58.7 MPa。采用玄武纤维岩复合材料光伏支架可达到并超过钢材光伏支架的刚度，且由于玄武岩纤维复合材料的强度值较高，具有更高的强度裕度。

  测试结果能看出玄武岩纤维复合材料光伏支架型材的强度远高于普通钢材，在紫外线h照射下，强度和模量具有较高的保留率，说明该产品具有极好的抗紫外线耐久性能，满足光伏支架的使用要求。

  同等条件下1套玄武岩纤维复合材料光伏支架的重量为钢材光伏支架的重量的58.97%，可以极大的减轻重量，降低运输和安装成本。玄武岩纤维复合材料的强度约为普通钢材的4倍，并且具有较高的弹性模量，能够完全满足光伏支架的强度和刚度的要求。在紫外线h照射下，玄武岩纤维复合材料光伏支架的强度和模量具备极高的保留率，能够完全满足户外耐久性要求，并且降低支架后期维护成本。

  混凝土支架主要使用在在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外地基基础较好的地区。且混凝土耐候性较差，经冻融、盐碱等恶劣环境后易产生开裂，甚至碎裂现象，维修成本较高。

  本发明公开了一种大跨度可调节柔性智能光伏支架系统,涉及新能源光伏领域,包括支撑架以及多个光伏板,相邻所述光伏板之间通过第二连接绳索相连接,且所述光伏板通过转动杆转动连至支撑架上设置的固定板上,还包括多个设置在支撑架上的第一连接绳索,且所述第一连接绳索与第二连接绳索垂直设置,且所述第二连接绳索与第一连接绳索之间通过第一连接组件连接,且所述第一连接绳索连接至支撑架上.本发明提供的大跨度可调节柔性智能光伏支架系统,能够对光伏板进行追光调节,且在自适应调节的同时,能够使得第二连接绳索在第一连接绳索的支撑下,能够大幅度减少中间位置位置处光伏板的下垂情况,整体提高光伏板的使用效果.