太陽(yáng)能光伏組件要保證25年左右的戶外使用壽命 ，所以太陽(yáng)能光伏組件所使用的邊框要具有良好的抗氧化、耐腐蝕等性能。目前太陽(yáng)能行業(yè)把鋁材作為制作太陽(yáng)能組件邊框的主要材料。鋁邊框材料成本占組件成本的24％ ，分析太陽(yáng)能組件鋁邊框?qū)M件價(jià)格的各種影響 因素 ，對(duì)于如何降低組件鋁邊框成本 ，控制太陽(yáng)能組件成本將有很重要的意義。
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一 、 太陽(yáng)能鋁邊框在組件中的作用及意義
為了生存必須不斷地提升自己的技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本。太陽(yáng)能組件鋁邊框作為一項(xiàng)重要組成組件 ，對(duì)于組件的成本有很要的影響一 、 鋁邊框在組件中的作用及意義鋁邊框作為組件邊框支架 ，用于保護(hù)組件和組件與方陣的連接固定，保證組件壽命。其表面為銀白色薄膜，主要成分足鋁，摻有少量的鎂、銅 、鐵、硅、鋅等金屬。
目前太陽(yáng)能行業(yè)把鋁材作為制作太陽(yáng)能組件邊框的主要材料
。鋁邊框具有自身的作用：
二是鋁合金結(jié)合硅膠打邊加強(qiáng)了組件的密封性能；
三是大大提高了組件整體的機(jī)械強(qiáng)度；
四是便于組件的安裝，運(yùn)輸。在滿足正常生產(chǎn)、使用情況下。通過(guò)優(yōu)化組件鋁邊框的結(jié)構(gòu)可以大大降低組件生產(chǎn)成本。
1．GB5237—2008(<鋁合金建筑型材》 GB／T5237．1—2008鋁合金建筑型材
第一部分；基材 GR／T5237．2—2008鋁合金建筑型材
2．GB／753．2—2005鋁及鍋合金陽(yáng)極氧化膜封孔質(zhì)量的評(píng)定方法
3．GB／T1296，6—2008鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化膜檢測(cè)方法第6部分
4．GB／T3190—1996變形鋁及鋁合金化學(xué)成分
5．GB／I’12967．3—2008鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化膜檢測(cè)方法
第四部分 銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)(CAss試驗(yàn))
6．GB／T14846—2008鋁及鋁合金擠壓型材尺寸偏差
三、太陽(yáng)能鋁邊框結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化
通過(guò)從太陽(yáng)能鋁邊框膜厚、壁厚、口徑大小等不同方面對(duì)鋁邊框進(jìn)行尺寸、外觀進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與優(yōu)化，降低鋁邊框的投入，進(jìn)而減小組件在生產(chǎn)過(guò)程中的成本 。
(一)太陽(yáng)能鋁邊框膜厚工藝優(yōu)化。 一般太陽(yáng)能光伏組件所使用的邊框分為陽(yáng)極氧化 、噴砂氧化 和 電泳氧化三種 。目前行業(yè)主要采用陽(yáng)極氧化 。 陽(yáng)極氧化原理 ：將鋁合金作為陽(yáng)極 ， 采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。 薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色 ，提高耐腐蝕性 、增強(qiáng)耐磨性及硬度 ，保護(hù)金屬表面等。 目前使用渦流測(cè)厚儀對(duì)鋁材氧化膜厚度進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)要求 ： AA20(平均膜厚 ≥20，局部膜厚 ≥16)。 通過(guò)進(jìn)行鋁邊 框鍍膜工藝優(yōu)化，將膜厚降低為 AA15(平均膜厚≥15，局部膜厚≥12)。 并依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之鋁合金建筑型材第2部分： 陽(yáng)極氧化型材 GB5237．2—— 2008)進(jìn)行鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn) 、耐磨實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論合格： 可以進(jìn)行批量生產(chǎn)。
鋁邊框膜厚降低后，價(jià)格降低 5％。
(二)容膠槽鋁材的應(yīng)用。 容膠槽鋁材 ：顧名思義用來(lái)容納多余硅膠的鋁材。 圖1中B為容膠槽鋁材的開(kāi)模圖，與普通的鋁材A相比增加容膠槽。優(yōu)勢(shì)： 在組件裝框的時(shí)候，正面多余的硅膠會(huì)溢到容膠槽里面，從而避免了組件正面的刮膠。減少車(chē)間擦拭人員，降低人工成本。 A B C 圖 1
(三)鋁材口徑尺寸的優(yōu)化。 優(yōu)化前鋁材與層壓后組件連接的口徑尺寸為5．2mm，而層壓后的組件的厚度為4．O-4．2mm。 統(tǒng)計(jì)每套鋁材需要使用硅膠 16Oral。 圖1中c為改進(jìn)后的鋁材開(kāi)模圖，鋁材c的口徑尺寸為4.7mm，因?yàn)榭紤]到返修組件再需要添加一層背板，不能再降低口徑大小。 鋁材c將容膠槽改成齒狀結(jié)構(gòu)，更加節(jié)約硅膠。 統(tǒng)計(jì)每套鋁材c使用硅膠130ml，降低硅膠使用量，降低組件生產(chǎn)成本。
(四)鋁材壁厚尺寸優(yōu)化。 優(yōu)化前鋁邊框外壁厚度為2mm，內(nèi)壁厚度為1.5mm。為了進(jìn)一步降低鋁材的重量，降低生產(chǎn)投入成本，將不同厚度鋁邊框進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：使用不同壁厚的鋁邊框做成的組件。 組件1：外壁1.5mm，內(nèi)壁1.3mm； 組件2：外壁1.5mm，內(nèi)壁1.2mm； 組件3：外壁 1.4mm，內(nèi)壁1.3mm； 組件4：外壁 1.5mm，內(nèi)壁1.1mm。 實(shí)驗(yàn)依據(jù) ：IEC61215。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證改變壁厚后組件抗擊風(fēng)、雪、冰雹的能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：一是將4塊組件分別放到4個(gè)固定支架上，保4塊組件平穩(wěn)。
二是在4塊組件上將負(fù)荷增加到 2400Pa，保持此負(fù)荷1小時(shí)。
三是在上述完 成基礎(chǔ)上將負(fù)荷增加至5400Pa，保持1小時(shí)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 ，進(jìn)行組件測(cè)試.外觀檢驗(yàn)： 組件4外觀出現(xiàn)缺陷，不符合要求。其他 3塊 組件未出現(xiàn)外觀缺陷。 EL測(cè)試 ：組件 3出現(xiàn)斷路問(wèn)題，組件1、組件 2正常。 功率前后對(duì)比：組件1、2的最大輸出功率衰減為3．4％、 4.4％(小于標(biāo)準(zhǔn) 5％)，滿足實(shí)驗(yàn)要求。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：將鋁邊框的外壁厚度調(diào)整為1.5mm，內(nèi)壁厚度調(diào)整為1．2mm，可以滿足生產(chǎn)、使用要求。鋁邊框壁厚調(diào)整后，每套鋁邊框的重量為2．76kg比調(diào)整前的3．58kg降低30％，大大降低鋁材的投入成本。
(五)鋁邊框B面尺寸優(yōu)化。 傳統(tǒng)的鋁邊框的B面長(zhǎng)度為50mm，發(fā)貨時(shí)每箱盛放2O塊B面長(zhǎng)度為50mm的組件 。 經(jīng)過(guò)IEC61215的實(shí)驗(yàn)測(cè)試后 ，將鋁邊框的B面長(zhǎng)尺寸調(diào)整為40mm，每箱可以盛放26塊B面長(zhǎng)度為40mm 的組件 。 每套鋁材重量可以降低6.7％ ，降低鋁材投入成本。 B面長(zhǎng)度為35mm的鋁材在進(jìn)行機(jī)械載荷實(shí)驗(yàn) ，但是 這也同時(shí)要求接線盒的厚度進(jìn)行降低調(diào)整 ，以配合鋁邊框尺寸減小 。
(六 )刪除短邊鋁邊框C面。 組件在固定過(guò)程中,通過(guò)長(zhǎng) 邊框c面與連接器進(jìn)行固定。
長(zhǎng)邊框C面對(duì)整塊組件起到支持的作用。 通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，刪除兩個(gè)短邊鋁邊框的c面。并對(duì)刪除短邊鋁邊框c面的組件進(jìn)行 IEC61215機(jī)械載荷實(shí)驗(yàn)。 每套鋁材重量可以降低18％。
在光伏市場(chǎng)不景氣的大背景環(huán)境下，降低組件成本是每個(gè)企業(yè)能否存活的關(guān)鍵。
本文通過(guò)從不同的方面對(duì)太陽(yáng)能組件鋁邊框進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低鋁邊框在組件的成本。
相信在大家的努力下，進(jìn)一步綜合降低組件的成本，使得太陽(yáng)能發(fā)電早一天進(jìn)入到家家戶戶，真正成為老百姓用得起的綠色電力 !
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