太陽能玻璃的開發與應用

　　太陽能光電玻璃幕墻光電玻璃幕墻是指將太陽能轉換硅片密封在（尤如夾層玻璃）雙層鋼化玻璃中，安全地實現將太陽能轉換為電能的一種新型生態建材。

　　我國太陽能集熱器（含太陽能熱水器）已成為太陽能應用最為廣泛、產業化最迅速的產業之一。1998年的產量居世界榜首，年銷售總額達到35億元。但太陽能光伏發電系統在我國起步較晚，尤其是在太陽能電池的開發、生產上還落后于國際水平，整體上仍處于產量小、應用面窄、產品單一、技術落后的初級階段。


　　目前，我國國內經粗略統計表明，約僅建有5個（單晶硅）太陽能電池生產廠，年產量約有4.5兆瓦（注：1兆瓦（MW）為1000千瓦）工廠設施仍停留在已有引進的生產線上。而國外不少企業已把眼光瞄準更為先進的薄膜晶體太陽能電池的開發與生產上。這種新一代的先進的薄膜晶體太陽能電池其轉換效率可高18.3％，比目前平均轉換效率提高了3個百分點。據業內人士介紹，我國太陽能電池平均轉換效率不高，其主要原因是專用材料國產化程度低，如封裝玻璃就完全依賴進口，低鐵含量的高透過率基板玻璃市場仍不能滿足需求，科研成果還沒有迅速及完全轉化為產業優勢。


　　令人欣慰的是，我國的太陽能產業已開始運作。中國科學院宣布啟動西部行動計劃，將在兩年內投入2.5億元人民幣開展研究，建立若干個太陽能發電、太陽能供熱、太陽能空調等示范工程。目前河北保定國家高新技術開發區正加快建設我國規模最大的多晶硅太陽能電池生產基地，該項目集太陽能電池、組件及應用系統等為一體，一期工程完成后可達到年產3兆瓦多晶硅太陽能電池的能力，填補了我國在太陽能開發應用方面多項空白，并將大大推動太陽能電池用低鐵玻璃的生產、銷售市場。


　　另據報道，北新集團是最早率先組織專家對國內、國際太陽能光伏發電產業進行調查的單位之一。最后該集團決定與瑞士的ATLANTIS公司合資組建了北京-阿脫蘭太陽能科技有限公司，合資生產太陽能光伏發電組件和屋面發電組件兩大系列、多個品種的光伏發電產品，并將這一世界領先的太陽能利用新技術引入中國。北新集團于1998年在國內首家引進了76千瓦國際上先進的屋面太陽能發電系統，至今一直運行穩定、效果良好。這套系統日均發電量為12千瓦時以上，可滿足1個小康之家用電要求。


　　太陽能光電玻璃幕墻光電玻璃幕墻是指將太陽能轉換硅片密封在（尤如夾層玻璃）雙層鋼化玻璃中，安全地實現將太陽能轉換為電能的一種新型生態建材。


　　光電玻璃幕墻制品可廣泛用于建筑物的遮陽系統、建筑物幕墻、光伏屋頂、光伏門窗等光伏發電。也可用于邊遠山區居民、交通、通信、氣象、軍事等部門，如電視轉播站、衛星地面站、微波中繼站、公路及鐵路信號燈、農用光伏系統、航標燈、燈塔等。國際上，1996年美國就開始實施了一項稱為“光伏建筑物計劃”生產大量的透明光伏玻璃幕墻制品，用于建筑物的屋面、墻面及光伏智能門窗。專家們預言，這種采用光-電建筑一體化組件的光電玻璃幕墻將成為21世紀的并網太陽能發電系統最為走俏的工程。在國際上，太陽能電池在建筑物上使用與制造光電玻璃幕墻相結合的發展尤為迅速，其市場發展前景十分看好。


　　雖然這種新型生態建材---光電玻璃幕墻在我國的研制、生產及應用起步較晚，但美國的“光伏建筑計劃”、歐洲的“百萬屋頂光伏計劃”、日本的“朝日計劃”以及我國開展的“光明工程”將掀起中國的節能環保生態建材的開發應用熱潮，大大促進了光伏建材產品的發展及推廣應用。


　　光電玻璃幕墻制品系采用雙層鋼化玻璃合片制作而成，以利于透光性良好。另外，配置在玻璃中間的多晶硅電池片也尤為重要，它排列粘壓在雙層玻璃中間，玻璃的采光度由硅電池片的排列間隙來控制，并還將硅片表面制成藍、綠、黑、黃等多種色彩，這種色彩硅片主要為了更有利于用在建筑幕墻上色彩美的選擇與利用。


　　光電玻璃幕墻的生產工藝流程大致為：多晶硅片排列焊接→電池線布設連接→光電玻璃的封裝→檢驗→出廠使用。


　　目前，國家計委和國家科委對發展太陽能技術及其應用給予了大力的支持。值得一提的是我國河北振海鋁業集團有限公司敢為人先，已將該公司從事多年的建筑玻璃幕墻業務向太陽能光電玻璃幕墻領域奮力開拓發展，迄今已邁出了可喜的一步。該集團在國家大力支持下，率先在公司總部基地投資1.6億多元，建設一條年生產能力為6萬平方米的多晶硅光電幕墻生產線。該項目引進國外20世紀90年代末國際先進的6萬平方米光電玻璃幕墻生產裝備線。共主要指標大致為：多晶硅片生產量240千克，多晶硅太陽能電池平均效率≥13％，生產能力為6萬平方米／年，光電玻璃幕墻組件成本≤25000元／平方米。


　　據業內人士介紹，該光電玻璃幕墻封裝線采用引進德國凱特米化學制品有限公司的最新隔音、安全玻璃濕法夾膠設備和濕法夾膠玻璃漿液進行玻璃封裝，以確保其光電轉換效率及玻璃幕墻的使用壽命。據介紹，該引進的光電玻璃幕墻封裝生產線產量大、效率高、產品質量好；其玻璃封裝流程大致如下：玻璃上片→濕法灌漿→靜置→紫外線固化→下片→檢驗→包裝→出廠，并能夠生產封裝4.2米×2.0米的大型尺寸的光電玻璃幕墻制品。同時可根據市場及客戶的需求，隨時調整產品規格尺寸，做到隨行就市、保質批量生產。與此同時，還可生產用戶型常規尺寸的光電幕墻，常年對外供應，其產品品種規格大致如下：


　　1400×620×38（mm）功率：97瓦1220×510×38（mm）功率：70瓦980×435×38（mm）功率：43瓦504×220×25（mm）功率：11瓦河北振海鋁業集團公司除了生產上述光電玻璃幕墻制品外，同時也可將基本光電幕墻單元與各種玻璃組合制造成各種多功能幕墻結構如普通中空玻璃光電幕墻、LOW-E（低輻射）中空玻璃幕墻形式等。


　　河北振海鋁業集團公司是德國皮爾金頓（Piikington）太陽能國際有限公司在中國獨家總代理，現已投入生產世界先進的太陽能電池玻璃封裝設備和配套材料，如德國凱米特化學制品有限公司的優質濕法玻璃層壓設備、濕法灌漿液（封裝介質）等。振海集團的基地于1999年11月已在我國率先安裝了100多平方米的光電玻璃幕墻示范建筑物，現已竣工投入應用，其運行使用效果良好，已成國內一大景觀及太陽能光伏發電工程的典范，在建造及安裝100多平方米光電幕墻實施期間，德國皮爾金頓太陽能公司在中國現場與振海集團公司人員共同進行光電幕墻的規模化生產、光電轉化多晶硅片在雙層玻璃中的布控、接線、光電幕墻制品件的邊框封裝直至建筑物上的安裝調試、試用、檢測，使振海集團在生產、安裝、調試、檢測、使用等和對光電玻璃幕墻的維護等方面積累了寶貴經驗。為該集團公司今后將該項工程及其光伏發電產品的生產、應用、銷售等推向國內外市場打下了堅實的基礎。


　　太陽能光電玻璃幕墻市場發展動態據有關資料介紹，光電玻璃幕墻是當今太陽能利用的光伏發電工程中重要產品之一，現已成世界能源產業中走俏的“朝陽工業產品”。據介紹，1997年世界光電玻璃幕墻組件（產品）為122萬平方米，年增長率為38.5％，1998年的年增長率為29％。1999年的年增長率為22％；權威人士估計，進入21世紀的今后幾年里，世界對光電玻璃幕墻的需求年增長率將會穩定保持在20％左右的良好勢頭里。


　　有人預測，到2010年，世界光伏工程中的光電玻璃幕墻組件需求將會上升到1600萬平方米，如果以僅僅2000元／平方米市場價格來計算，可達30億美元的產值，這一偌大的市場，將大大拉動作為太陽能利用光伏工程用低鐵浮法玻璃、LOW-E（低輻射）玻璃、普通浮法平板玻璃的市場需求，前景十分誘人。


　　據悉，我國光伏產品在過去幾年增長率已達30％左右。專業人士預測，在今后的10年里，我國光伏產品年增長率將高達20％～30％，同時由邊遠農村和特殊應用向并網發電與建筑構件相結合供電的方向發展，光伏發電補充能源向替代能源過渡已是不爭的事實。光伏發電工程中的光電玻璃幕墻組件如得到廣泛應用于我國今后的新建筑物上，它能夠使玻璃和建筑結構完善和諧結合，智能化并產生能量，將表現出具有高效率的應用價值。同時會進一步使國人認識到大力推廣、發展生產、使用光電玻璃幕墻，除了發電供能的功能之外，光電幕墻還同樣具有隔音、隔熱功能、安全功能（雙層鋼化、夾層工藝）、裝飾功能（彩色硅片）、和諧環境功能等特有的功效。                                                                                                        


　　光電-建筑一體化的玻璃幕墻已成為當今世界建筑業與太陽能利用相結合的發展大趨勢，光電玻璃幕墻正展示出其投資價值與魅力，同時也給太陽能玻璃的開發、應用及市場帶來了新的商機。

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