


光伏组件边框:目前以铝边框为主,占成本的比重较大。
光伏边框是组件的重要组成部分,主要是对光伏组件进行固定、密封的框架结构材料,对组件的寿命影响很大,耐候性要求较高。
光伏边框按材质可分为铝合金边框、钢制边框、复合材料边框铝合金钢材,其中铝合金边框应用最为广泛,目前普及率达95%以上,其价格约占光伏组件成本的10%,目前仅次于电池片。
复合材料框架:材料成本低,耐候性优良,绝缘性好,轻便美观。
光伏复合材料边框相较于铝合金边框有四大优势:材料成本低、耐候性优良、绝缘性好、重量轻、外形美观。
目前复合材料框架价格比铝合金框架低20%-25%,未来价格有望进一步降低;复合材料框架具有耐湿、耐热、耐酸碱、耐盐雾等特点,广泛应用于恶劣环境;复合材料框架系统无需接地,有利于降低系统侧PID风险,提高系统运维安全性;复合材料框架重量轻、美观,便于运输和安装。
复合材料框架预计首先应用于海上光伏、环境恶劣或对美观有要求的场合,如BIPV/BAPV,未来将凭借成本、耐候性优势,在所有场景下能够取代铝合金框架。
我们假设2023-2025年全球组件需求量约为419/548/684GW,其中集中式项目组件需求量为197/252/308GW,分布式项目组件需求量为222/296/376GW。
保守情景下,2025年复合材料车架需求量可达132GW,渗透率可达19%,市场规模可达72亿元,对应玻纤/聚氨酯需求量约为45万/12万吨。正向情景下,2025年复合材料车架需求量可达264GW,渗透率可达39%,市场规模可达145亿元,对应玻纤/聚氨酯需求量约为90万/23万吨。
铝合金框架:
光伏铝合金边框以铝为主要金属材料,主要生产环节分为熔炼、挤压、氧化、深加工四个主要阶段。
熔炼铸造:将废铝加入合金炉或熔化保温炉进行熔化,按比例添加合金变质剂成分,调整合金成分和温度,将符合工艺要求的铝合金熔体引入直冷成型机进行成型并供给挤压车间;
挤压:铝棒通过挤压机被迫发生塑性变形,从挤压模具模孔中挤出。
氧化:铝合金在硫酸溶液中发生电化学反应,阳极氧化形成氧化铝保护层;
深加工:将氧化后的铝型材进一步加工成易于组装的光伏边框。
铝边框的价格约占光伏组件成本的10%,目前仅次于电池片。
国内从事光伏边框生产的企业较多,主要为铝型材生产企业,按产能计算,截止2022年底CR2市场占有率约32%,CR4市场占有率约51%。
铝框主要以原材料价格+加工费的形式定价,加工费保持相对稳定,以永真股份为例,2022年铝框平均销售价格为23900元/吨,单位毛利为2700元/吨。
随着N型电池渗透率逐渐提升,组件功率不断提升,但同时组件平均尺寸也在不断增大,未来光伏组件铝边框单价W消耗将呈现缓慢下降的趋势。
预计组件铝框架单位价值量将从2021年的1.51亿元/GW逐步降至2025年的1.03亿元/GW,市场规模将从2021年的320亿元逐步增至2025年的708亿元。

复合边框:
光伏复合材料边框采用玻璃纤维、聚氨酯或其他树脂为主要材料,其主要生产环节分为玻璃纤维粗纱排列、注胶、挤出成型及固化、拉丝切割、喷涂五个主要阶段。
玻璃纤维粗纱排列:玻璃纤维由张力多层粗纱机经导纱板引入密封的浸胶箱进行浸胶;
注胶:密封注胶箱具有全自动供胶装置,根据检测到的密封注胶箱内的压力和胶位自动注胶;
挤出成型固化:浸渍好的玻璃纤维进入固化模具加热固化,得到玻璃纤维板;
牵引切割:固化模具出口处装有对中校正机构,保证固化后的玻纤板以设定的平直度从模具中拉出;
喷涂:对切割好的料片进行喷涂处理,主要是为了增加机架的耐候性和耐腐蚀性,涂层通常为水性聚氨酯或氟碳涂层;
复合材料边框相较铝合金边框具有材料成本低、耐候性优异、绝缘、重量轻、外形美观四大优势,预计首先应用于海上光伏、BIPV/BAPV等环境恶劣或对美观有要求的应用场景,未来将凭借成本、耐候性优势在所有场景下替代铝边框。
材料成本低:目前复合材料车架价格比铝合金车架低20%-25%,未来价格有望进一步降低;
耐候性优良:耐湿热、耐酸、耐碱、耐盐雾,广泛应用于恶劣环境;
绝缘:系统无需接地,有利于降低系统侧PID风险,提高系统运行维护的安全性;
轻巧美观:重量轻巧美观,便于运输、安装;
目前,国内生产复合框架的企业主要以玻璃纤维和聚氨酯为原料,主要厂家包括德益龙、沃拉新材、博飞电气等保温复合材料厂家,以及中材科技等建材厂家,其复合框架产品均处于第三方认证和客户导入阶段。
预计到2023年底,复合材料车架产能有望超过50GW;到2025年底,产能有望超过190GW。
各公司生产的复合材料车架原材料的使用量略有差异,以常规玻璃纤维聚氨酯复合材料车架为例,玻璃纤维的比例在75%~80%之间,聚氨酯的比例在20%~25%之间。
振石集团采用更高比例的非聚氨酯树脂来提高拉挤生产效率。
目前玻纤与聚氨酯均处于价格下行通道,预计未来复合材料车架成本将进一步下降,成本优势将不断体现。
此外,部分复合材料车架还会添加少量氟碳涂料或者水性聚氨酯等树脂涂料来提高耐候性,根据应用场景不同,涂料的材料选择和用量也会有所不同。
海上光伏项目对框架的耐候性、耐酸碱性、耐腐蚀性等要求相对严格,适配的复合框架中为增加耐候性和机械强度而使用的氟碳涂料用量增加,成本和价格通常较高。
按照目前主流方案计算,每GW各原材料价值如下:
复合材料车架相对于铝合金车架,密度较低,但由于强度要求而增加了厚度,因此单位耗量与铝合金车架接近。
目前复合材料框架处于实验室模拟及小型海上光伏项目论证阶段,团体标准编制尚在起草阶段。未来随着行业标准的实施和各大企业产品验证的完成,复合材料框架有望迎来跨越式发展。
复合材料边框替代铝边框敏感性分析我们假设2023年至2025年全球光伏新增装机量分别为335/438/547GW,同比增长率分别为45.7%/30.7%/24.9%,对应全球组件需求量约419/548/684GW,其中集中式项目组件需求量为197/252/308GW,分布式项目组件需求量为222/296/376GW。
预计2025年组件框架需求量将达到10.8亿套,铝框架价值量将达到1.03亿元/GW。
随着原材料价格下降,复合框架定价折扣增加铝合金钢材,2025年价值将达到5500万元/GW。
保守情景:假设部分集中式光伏项目基于降低成本需要替换铝边框,则复合材料边框在集中式项目中的渗透率将缓慢提升,到2025年将达到20%;
部分分布式光伏对组件安装的便捷性、美观性要求更高,复合材料边框在分布式项目中的渗透率会缓慢提升,2025年将达到19%,2025年复合材料边框需求量将达到132GW,渗透率将达到19%,市场规模将达到72亿元。
正向情景:假设部分集中式光伏项目基于降低成本需要替换铝边框,则复合材料边框在集中式项目中的渗透率将逐步提升至2025年的40%;部分分布式光伏对组件安装的便捷性、美观度要求更高,复合材料边框在分布式项目中的渗透率将逐步提升至2025年的38%。2025年复合材料边框需求量可达264GW,渗透率可达39%,市场规模可达145亿元。


