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高性能聚氨酷复合材料光伏边框技术

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-10-26 11:09:48

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”生态环境产业科技服务团| 张中华 | 2023-11-15 13:58:45
(1)复合材料光伏边框。 (2)应用领域:根据“碳达峰”目标,《中国光伏产业发展路线图》预计“十四五”期间,我国光伏年均新增光伏装机量将在70-90GW之间。随着光伏行业的迅速发展,在沙漠、盐碱地和海上光伏装机,复合材料优异的耐腐蚀性能,有效替代铝边框。
消除电池片隐裂风险: 热膨胀系数及弹性模量接近于玻璃,在受力时和热胀冷缩情况下与层压片变形率一致,可有效消除铝合金边框与组件玻璃因为模量差异、膨胀系数差异导致的电池片隐裂风险; 消除漏电风险及PID 效应:可看成绝缘体,无需做接地相对于铝合金边框,可有效避免漏电对组件的损伤,提高光伏组件的抗PID性能; 性价比更高:材料密度≤2.0g/cm3,是铝合金的75%,同样重量原料,比铝合金材料多产出 25%的边框。 先进性:聚氨酷复合材料边框强度远高于计算值。

(1)市场前景,我国在双碳政策驱动下,光伏装机规模持续高速增长,市场需求旺盛,市场前景普遍看好。现有光伏铝边框年需求量 500 亿元,消耗铝 250 万吨。随着集中式光伏征地形势不容乐观,发展海上光伏、沙漠和沼泽及盐碱地光伏发电站势头迅猛,相较于更加严苛的使用环境,耐腐蚀性能更优的复合材料替代铝边框,以保障光伏组件运行稳定可靠,我国光伏组件规模生产厂商有 50 余家,是我们的目标客户,另外分布式光伏装机渴求性价比更优的组件,我们依靠技经优势策略,竞争赢得市场认可。;

(2)行业痛点,与铝边框相比,复合材料边框的优势体现在多个方面,即:力学性能优异、极佳耐腐蚀性能、热膨胀系数与玻璃相当、成本低于铝合金边框、免接地成为可能、进一步提高产品性价比。铝边框目前年均规模耗煤 1315 万吨,二氧化碳排放 395亿Kg!复合材料边框全生命周期碳排放不到铝边框的1.5%正在实现绿色低碳。

(3)市场上现有其他同类产品有浙江德意隆、江苏沃莱、山东玻纤和震石集团等企业,分别采用不同的拉挤设备,不同的树脂体系浸润纤维工艺生产。据了解,上述企业都不具备从事复合材料研发和生产的属性和技术积累,该项目的竞争优势主要体现在我们团队核心技术人员具有 15 年复合材料拉挤工艺从业经历,从第一代工艺到现在的第五代升级换代的技术积累,截止目前,工艺流程日臻完善,成品稳定性更高,质量更加可靠.且生产过程整洁、没有 VOC 排放,节能环保,同时,我们正持续研发第六代装备,力争提升生产效率 30%以上。

首席专家朱波,1969 年8月生人,博士,教授,博士生导师。1996 年10 月毕业于北京科技大学热能系,获工学博士学位。本科:1986.6-1990.7,山东大学材料学院材料专业;硕士:1990.9-1993.7,山东大学材料学院材料专业:博士: 1993.9-1996.10,北京科技大学热能工程专业;1996年10月,山东大学留校任教,1998 年10月,评聘为山东大学副教授,1999年至2000 年,赴日本东京合作研究一年,2003年被聘为山东大学教授,现任山东大学材料学院高分子材料研究所党支部书记,山东省碳纤维工程技术研究中心副主任,山东省航空航天学会理事,山东省复合材料学会常务理事,中国电工学会电热专业委员会委员,《工业加热》杂志编委。主要研究领域:碳纤维及其复合材料、新材料设备及其自动化计算机在材料科学中应用。

复合材料光伏组件运行更稳定,发电效率更高,与环境亲和,免接地,降低碳排放,为绿色低碳做贡献;经济效益:可实现年上缴税收 7500 万元;新增就业1000 人;环境效益:年均减少二氧化碳排放 39.5亿公斤为碳达峰做贡献。

(1)项目的盈利方式,重点通过产品实现;(2)项目生产及销售计划,单线产能 30MW/年,项目计划第期生产线 30条,可形成年产成品边框配套光伏组件 900MW,二期投入生产线70条后,可形成年产成品边框配套光伏组件3GW可满足小型组件厂配套。按照订单及企业发展规划,三期可投入生产线 500条以上,可形成年产成品边框配套光伏组件 15GW以上。可满足我国2023上半年新增装机78.4GW的20%市场需求:(3)项目的盈利能力预测,单线购置成本 80 万元/套,项目计划第一期投入2400万元,可形成年产值 1.6亿元,实现利润3200万元,缴税 500 万元,解决就业 60 人,二期投入生产线 70条后,设备购置投入 5600 万元,可形成年产值 5.4 亿元,实现利润1亿元,缴税1500万元;解决就业200 人,三期投入3.2亿元,可形成年产值 27 亿元,实现利润5.4 亿元,缴税 7500万元解决就业1000人