玄武岩纤维复合材料在光伏领域的应用前景分析

NO.1 光伏边框 目前光伏边框普遍以铝边框为主，但是铝合金材料热膨胀系数不匹配、导热性较高、成本较等问题，成为阻碍光伏普及的重要因素。高性能玄武岩纤维复合材料便是取代铝合金边框的未来新宠。 光伏组件中，光伏边框性能要求很高。不谈最基础的绝缘性和可加工性，光伏边框必须具有足够的强度、稳定性、耐候性，才能保证光伏组件在阳光、高温、低温、强风、骤雨、暴雪等恶劣环境下能够抵御紫外线辐射和温度变化，保护太阳能电池模块安然无恙，正常工作。此外组件边框必须有一定的防腐能力和导热性，以防在高温高湿地区受到腐蚀、锈蚀或变形，影响边框的整体性能，并帮助散热，保持太阳能电池的温度稳定，提高电池的效率和寿命。 有机构测算，2023-2025年全球铝边框需求量分别为202/263/323万吨，对应市场空间分别为468/609/746亿元。 按照树脂边框降本20%推算，潜在市场空间：374亿元、486亿元、596亿元。也就是复合材料拉挤边框潜在的市场空间会有300-500亿元/年。 玄武岩纤维增强聚氨酯复合材料边框具有极优越的力学性能、弹性模量、绝缘性能、膨胀系数、屈服强度，又耐腐蚀、耐盐雾、抗紫外线光照，可以满足光伏边框的各种性能要求。尤其对于环境苛刻的海上光伏场景优势突出，是海上光伏边框的最新解决方案，既能降低成本还能提高发电效率。 NO.2 光伏支架 不同于边框，支架的增强材料除了玻璃纤维，也有很多企业选择了高强耐腐蚀性能好、耐侯性能更好的玄武岩纤维。 目前我国普遍使用的太阳能光伏支架从材质上分，主要有混凝土支架、钢支架和铝合金支架三种。 混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，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、盐碱等恶劣环境后容易产生开裂，甚至碎裂现象，维修成本较高。 铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其自承载力低，无法应用在太阳能电站项目上。 钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于民用、工业太阳能光伏和太阳能电站中，但自身重量高，安装不便、运输成本高、且防腐性能一般。 玄武岩纤维增强复合材料 BFRP（Basalt Fiber Reinforced Plastic ,简称 BFRP）是一种高性能纤维复合材料，主要由玄武岩纤维、树脂以及添加剂等成分组成。通过拉挤成型工艺，将浸透胶液的玄武岩连续无捻粗纱、毡、带或布等增强材料，在牵引力的作用下，通过模具加热挤拉成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。玄武岩纤维主要起增强作用和受力主体，树脂主要是粘结、传递剪力、保护纤维、对纤维提供横向支撑的作用。添加剂主要是起改善树脂的物理、化学性能的作用。 BFRP材料密度低，使得支架运输方便、施工便捷、安装时不需要起重设备，可以大幅降低运输和施工安装成本；强度高，若采用等强度截面设计，可以减小型材截面，从而减轻支架重量，进一步降低支架成本；耐腐蚀性好、抗紫外线能力强，能够极大提高整个结构的使用寿命；易于成型、耐久性好，根据实际需求，制作成不同形状、不同规格的FRP型材，且在设计年限内基本上是一种免维护的结构。可以很好的替代铝合金和热镀锌钢在光伏电站结构上的应用。