EVA or POE? 組件技術十字路口的選擇

2021-01-04 索比光伏網

時間退回到2014年前,EVA以其優異的透光性能和低成本成為光伏組件封裝材料的絕對選擇,在經歷了數十年的爭議和考驗後,EVA終於完勝一切競爭對手。

然而,2015年起雙玻時代的來臨,卻讓EVA陷入無窮的尷尬。

EVA:一直以來備受質疑

2014年前儘管EVA甩開一切挑戰和質疑成為光伏組件封裝的首選材料,但EVA並沒有消滅各種挑戰和質疑。從2010年-2014年間,EVA更沒有睡過一天安穩覺,不僅是來自老對手關於耐候型的持續挑戰,更有來自自身的革命 - 高透EVA、白色EVA、超薄EVA等。

如果你在行業待得夠久,你一定聽說過從2010-2014年連續五屆由UL、Atlas、中國電器科學院聯合主辦的的「亞洲光伏材料耐久性研討會」,每一屆都在討論EVA的種種缺陷,討論替代EVA的各種可能。面對這些挑戰,作為封裝材料老大,EVA似乎永遠迴避不了它天生的缺陷:

抗水解能力差、耐紫外性能差、抗PID性能差。

正是面對這一切質疑,從2010-2014年,光伏行業對雙玻充滿了各種期待和努力。

EVA:本想赴場雙玻盛宴

從2010年-2014年間,以行業前輩溫建軍領銜的尚德雙玻攻關和被稱為雙玻之母徐建美領銜的天合雙玻市場應用破冰,讓EVA看到了克服天生缺陷的巨大可能。(☞☞玻動我心話雙玻 | 海優威 李民:白色EVA不翻邊的艱難歷程)

在2014年領跑者創新論壇 - 光伏封裝材料技術研討會上,EVA材料技術專家 - 海優威新材料公司創始人李民在其材料報告中指出:

雙玻組件零透水率讓EVA抗水解無須討論;沒有水解協同老化,EVA耐紫外能力更強;無須抗水解,EVA雙玻組件抗PID更優異;

從各種分析可以看出,有了雙玻,EVA的所有缺陷幾乎都迎刃而解,不再是問題;為了雙玻,連白色EVA都是解決方案;似乎,影響EVA性能發揮的唯一障礙只是雙玻的市場佔有率。

EVA:竹籃打水淪為配角

尚德和天合用五年的時間完成了雙玻組件的技術和應用準備,2015年領跑者創新論壇首屆雙玻大會,被公認為是雙玻出擊的號角。然而,也正是在這場所有雙玻人都關注的盛會上,EVA抗水解性能差的問題被再一次提出:沒有邊框的雙玻組件,如何解決邊緣水汽滲透、EVA水解、封裝材料脫層和由此帶來的抗PID性能差?

正是在這場全行業雙玻盛會上,用POE替代EVA成了大會的熱議,陶氏、3M等POE粒子廠商開始介紹用POE替代EVA封裝雙玻的種種好處。

 

 

由此,儘管POE由於粒子成本高,市場未被打開,POE膠膜的價格遠高於EVA膠膜,但開發了白色EVA解決方案的海優威、福斯特、斯威克等也紛紛開始關注POE膠膜的開發。而那些感受到雙玻挑戰的背板企業,如賽伍、中天、度辰等,也紛紛開發POE膠膜,以期趕上雙玻時代。

隨著POE膠膜開發的成熟,雙玻市場佔有率的提升,終端用戶對邊緣封裝材料水解的擔憂,從2017和2018年的雙玻大會上發現,POE膠膜幾乎成為雙玻主流的封裝技術選擇,得到與會嘉賓的廣泛認可。從2017年起,POE膠膜量升價跌,市場佔有率不斷提升,很多雙玻電站業主在招標階段就指定採用POE膠膜。

或許,只有某些特殊價格需求的雙玻和特殊應用地區(如沙漠)的雙玻會考慮EVA材料封裝。EVA參與了雙玻技術開發的全程,並對雙玻時代的到來充滿期待,但當雙玻時代真的降臨,卻發現已是竹籃打水空歡喜,不受待見成配角。

EVA:復盤機會今安在?

然而,技術在進步,時代在變化,沒有永遠的勝利,只有不懈的堅持。EVA VS POE,或許新的機會又在眼前。

不知從何時起,電池早已不像原來的電池,組件也不是原來的組件。各種半片、異質結、板塊互聯、大矽片、疊瓦、拼片、鑄錠單晶等的雙面發電技術開始成熟並流行,由此帶來了組件尺寸的巨大變化。組件長度可以有兩米甚至更長,寬度有1300甚至更長。安裝的便捷要求和組件的重力變形可能對最初雙玻的無邊框設計形成巨大挑戰。據行業一線玻璃供應商介紹,現在多數雙玻應用都傾向於帶邊框(或是與傳統單玻組件不一樣的小邊框)。

根據一家組件廠家的介紹,由於大尺寸雙玻組件對變形和安裝要求更高,因此在雙玻組件邊緣加安裝用的邊框會是一種趨勢,也是一種要求。

 

那麼,有人會問:既然給雙玻組件加上了邊框,那邊框對封裝材料的保護就和傳統單玻組件一致了,帶邊框的雙玻組件是否可以採用EVA封裝呢?

我們專門諮詢了這個問題。一位設計院工程師告訴我們,在平價上網、補貼下調的壓力下,電站投資商普遍關注組件價格,而確實有些組件廠已經建議設計院和投資商,如果是大尺寸雙玻組件必須帶邊框,那完全可以考慮採用EVA封裝。有了邊框密封,組件的邊緣會得到更好的保護,水汽滲透就相當於單玻組件的邊框密封。既然單玻組件普遍採用EVA封裝,帶邊框的雙玻組件當然可以採用EVA。

如果此時的雙面組件不是傳統的雙玻,而是採用透明背板的話,那組件的BOM更是和單玻組件相差無幾,POE的價格明顯高於EVA,組件廠更不會採用POE封裝了。

如此,走在雙面/單面發電的十字路口,走在雙玻/透明背板的十字路口,走在大矽片、大組件/傳統組件的十字路口,EVA的復盤機會又出現。

EVA:兩年內或完勝POE!

如前所述,大矽片、大組件的趨勢幾乎是不會改變的,對於雙玻,玻璃厚度從2.5到2.0,再到1.6的趨勢也是可以預測的,因此,本來不需要邊框的雙玻組件結構設計,不久的將來邊框或將成為雙玻的標配。儘管市場上也有半框的建議,但相對於封裝材料的價差,半框或全框已經區別不大。

從成本上說,光伏用EVA粒子的國產化越來越成熟,產能也越來越大,EVA粒子可能會有進一步的價格下降空間。而POE粒子的國產化剛剛開始試驗,等國產化的光伏POE粒子出現還不知道猴年馬月。EVA膠膜供應商已經經歷了多輪洗牌,EVA相對於POE的價格優勢會越來越大。

從技術上說,EVA作為封裝材料已經在全球各種氣候條件下得到廣泛而長期的驗證。POE還在不斷的試驗、調整和驗證中。POE膠膜封裝的雙玻組件也並非沒有缺陷。從技術選型的角度來說,很多企業對EVA還是更熟悉一些。

大膽預測一下,兩年內隨著雙面半片組件技術的普及及規模化應用,隨著其它雙面電池技術的普及和應用,隨著166矽片的普及和應用,隨著大尺寸組件將成為行業主流,邊框也將成為主流標配。那時候EVA將重新成為雙面組件的首選封裝材料,或完勝、或完全替代POE封裝膠膜。

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