晶体硅太阳能电池组件生产线项目建议书

可再生能源有限公司 晶体硅太阳能电池组件（封装）生产线 项 目 建 议 书 2006年 3月晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 2 前言：项目介绍 太阳能发电，就是利用半导体材料的光生伏打效应，将太阳能转化成电能。目前太阳能发电所用的太阳能电池片主要有以下几种：单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓（ GaAs）、多结层电池等，各种电池的转化效率（实验室水平）也几乎达到最佳状态，但由于制造过程过于复杂或原料特性限制，目前除了晶体硅太阳能电池能够实现大规模工业化生产，其他形式的电池的发展一直无法取得突破。所以晶体硅电池将在未来 很长的时期内主宰整个太阳能发电市场，其所占比重一直在 95%以上。 本可研报告建议公司采用当今国内技术成熟、并符合行业发展方向的晶体硅太阳能电池组件封装作为投资项目。一期规模可以设定设备生产能力在 10MWp,实际生产选择在较低的年产 7.5MWp，等生产销售完全走上正规再考虑兴建更大规模生产线，可以在 35 年内达到 100MWp 的生产能力。 第一章：国内太阳能电池组件生产和市场需求 1. 目前中国太阳能电池工业的现状 中国太阳能光伏发电地面应用的研究起始于上世纪 70 年代，到 80 年代全国陆续建立了云南半导体（单晶）、 宁波太阳能（单晶）、开封太阳能（单晶）、秦皇岛华美（单晶）和哈尔滨克罗拉（合资、非晶）等五家电池（同时也做组件）生产企业，这些企业中开封、秦皇岛已彻底停产，哈尔滨主要针对非洲市场还有一些订单，宁波、云南都在积极谋求技术改造，增加设备，想要取得更大的发展。 到 2001 年，无锡尚德，投资 1800 万美金，在无锡迅速启动 10MW 多晶硅太阳能电池，并在 02、 03、 04 年继续追加投资使生产能力达到 25MW，而组件封装能力已经达到甚至超过 50MW，进入全球太阳能组件生产十强的行列， 2005 年底在美国纽约成功上市，在国际、 国内行业界引起轰动。可以说目前国内行业界，无锡尚德是设备最先进、技术力量最强、生产效益最好（之一）的太阳能企业！ 同样在 2001 年，国家计委、河北保定市先后投资近 3 亿人民币，在保定兴建一条5MW 多晶硅硅片、 3MW 电池和 10MW 以上的组件封装生产线，并先后在国内多家老厂聘请技术骨干，该项目已于 2003 年全部建成。 由于国际市场近年来条约式发展，国际上一些已制定法律支持可再生能源市场化晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 3 发展的国家如德国、日本等对太阳电池组件有着很大的需求，因此从 2004 年下半年开始我国的组件主要供应出口，国内出现供应紧缺的局面。 由于国内也先后启动了国家光明工程和通电工程，太阳能封装企业呈现不断高速发展的态势，目前主要封装企业见下表： 表一：国内晶体硅太阳能电池组件生产企业名录 企业名称 组件封装能力 电池片生产能力 上海太阳能科技 70MW 无锡尚德 50MW 25MW 上海超日 40MW 上海索赛斯 20MW 玉环阳光 30MW 山东力诺 30MW 宁波太阳能 20MW 5MW 西安佳阳 30MW 西藏华冠 10MW 云南半导体 10MW 5MW 保定英利 20MW 5MW 北 京世华 10MW 张家港永能 20MW 上海交大泰阳 20MW 深圳能联 20MW 全部采购 SHELL 片 广东珈玮 20MW 全部采购 AP 片 其他 40MW 合计 460MW 40MW 2国内太阳能电池组件需求状况及未来预测 按照政府已制定的发展方向和目标，中国农村电力建设、 BIPV 以及大型光伏沙漠电站的建设已经成为依次发展的重点。其政府目标是： 2010 年光伏发电达到 500MW，2020 年至少达到 2000MW。 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 4 所谓全球性的能源危机和环境污染在中国表现得尤为突出，因为中国一 不具有能源储藏优势、二是能源利用不高、三是所谓世界加工厂其实就是高能耗工业。因此未来中国能源严重短缺将比西方发达国家提前至少十年以上。政府及政策制定者不会无视这种现实。所以虽然国内现在对太阳能发电（包括风能）的需求不稳定，也无法与西方国家相比，但真正最早的大市场，也许就在中国！什么数量？现在国内太阳能总装机容量约 70MW，常规能源（火电、大水电、核能等）总装机约 40 万 MW；到 2010年，电力装机容量要求达到 60 万 MW，其中太阳能占 5%，则是 3 万 MW（是目前全球太阳能总装机的 10 倍，这是全球过去 30 年发展的结 果）；到 2020 年，电力总装机至少80 万 MW 以上，太阳能占 10%，则为 8 万 MW（是目前全球太阳能总装机的 20 倍）。 2006 年 1 月 1 日，中国可再生能源法已正式实施，光伏发电技术作为 21 世纪最有希望的替代能源一定会加快发展。 第二章 :国际市场太阳能行业生产现状和需求 1. 国际上太阳能电池生产情况 随着国际太阳能市场的兴起，各大国际太阳能电池生产企业的年产能也在不断扩大，而且新的投资商纷纷加入太阳能电池工业的行列。到 2003 年，世界上主要晶体硅太阳能电池生产厂家的情况见表二。 表二 世界太阳能电池行业各生产厂商 情况统计 公司名 国家 2003 年产量（ MW） 晶体硅种类 Sharp 日本 240 单晶和多晶 京瓷 日本 80 多晶 BPSOLAR 英国 55 单晶、多晶 Shell 德国 35 单晶 RWE 德国 30 带硅 ASTROPOWER1 美国 20 单晶 PHOTOWATT 法国 20 多晶 三洋 日本 15 单晶 Qcell 德国 30 多晶为主 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 5 三菱 日本 60 多晶 尚德 中国 10 多晶 茂迪 台湾 15 多晶 合计 610 注 1：美国 ASTROPOWER 于 2004 年 4 月正式申请破产，并由 GE 公司正式接手。 注 2： 2003 年全球电池实际销售量达到 742MW， 2004 年预计将达到 1000MW。 由于欧洲正式启动太阳能计划，欧洲太阳能企业正在进一步扩大产能，投资新的生产线，如 RWE、 Q-cell 等的 150MW 计划，其他企业也纷纷有增产计划或设想。 2. 国际市场需求的持续增长 太阳能工业在上世纪 90 年代，平均年增长速度超过 30%。而本世纪开始的头三年，太阳能电池产量就从 1999 年不足 200MW 发展到 2003 年的 742MW，这种跳跃式发展将在未来 30 50 年将不断出现，而年 增速将不会低于 20%！ 石油对能源的贡献整整花了 100 年 , 年青的光伏工业从今天到未来的重大贡献所需时间比石油要短得多。总之， 太阳能将在 21 世纪取代原子能作为世界性能源，唯一的问题是在 2030 年实现，还是在 2050 年实现。 -世界著名的太阳能专家施密特教授的论断颇耐人寻味。 第三章 :晶体硅太阳能电池组件的生产 1. 技术条件 太阳能组件封装在整个太阳能发电工业链上属于技术最成熟、投资最少、建设周期最短的环节。一般 10MW 生产线所需要的技术条件包括： 技术管理人员：负责工艺、生产工人培训、质量控制，一般 从事封装工业 2 3 年的生产线工程师可以胜任（一人）； 设备维护管理：负责设备维护、修理、调准的工程师，有这方面经验、特别是本行业设备维护管理经验的工程师（一人）； 生产管理：技术、设备、生产等全面管理，需有管理经验； 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 6 生产工人：有本行业操作经验或电子行业生产线工作经验即可。 2场地，见附件一 3人员，见附件一 4设备，见附件一 第四章 : 投资、成本、市场竞争及投资回报分析 1. 投资规模，见附件二 2. 现时成本分析，见附件二 3. 利润分析及投资回报，见附件二 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 7 附件一 年产 10MW 组件 生产线设备配置 从八十年代中后期开始，中国开始出现太阳能组件生产工业，国内光伏界也就开始了从电池生产到组件封装等设备的国产化研究。时至今日，采用国产设备进行组件封装已是建设封装厂最经济的投资方案。本文就采用国产设备建设一条年产 10MW 组件生产线的相关设备配置、人员安排等作一简单论述。 一、 组件封装工艺流程图 组件生产工艺流程图如下： 二、 封装设备 从上述工艺流程图，我们可以清楚地知道，对于一条完整的组件封装生产线，应该配置如下设备： 1、 电池片激光切割机： 用于将标准的电池片（目前国际上主要的电池片尺寸有 100*100mm电池片分检 电池片焊接（串接） 电池片焊接（并接） 电池片 /切割片投料 钢化玻璃投料 EVA、 TPT 裁减 EVA、 TPT 投料 焊带、助焊剂投料 待层压组件初检 层压 固化 测试 /复检 打框 铝合金加工 铝合金投料 装接线盒 清洗 成品质量检验 打包入库 接线盒投料 纸箱 /标签投料 硅胶等附材投料 合格 不合格 修复？ 不合格 修复？ 合格 不合格 修复？ 合格 是 是 是 报废 否 报废 否 报废 否 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 8 或 103*103mm、 125*125mm、 150*150mm 或 155*155mm 或 156*156mm）切割成各种不同尺寸，以便封装出客户所需要的功率或尺寸有要求的组件； 2、 单片分检仪：由于采购来的电池片的效率并不一致（一般要求是 3%，则上下有 6%的偏差，而切割片的效率偏差就更大，经验表明切割片偏差 15%以上都经常遇到），因此在电池片投料前必须经过分检！ 3、 组件初测台：经过串并接并已叠放好的组件中间品必须经过初测证明前道所有工序操作正常才能正式进 入层压机进行层压、固化！ 4、 组件层压机：组件中间品经过层压（抽真空、加热），目前国产层压机能够完成层压工艺要求； 5、 固化炉：用于组件层压后的固化，本文建议直接在层压机中完成固化； 6、 组件测试台：固化完成后的组件必须经过测试，确实达到客户要求的功率时才能正式入库、出库！ 7、 铝合金加工设备：包括切割机、台式钻孔机、简易铣床及简单的工装夹具等； 8、 铝合金打框设备：一般超过 80W 的组件（ 1200*526mm 左右）用人工打框就显得吃力，且质量较差，因此建议配置气动打框设备； 9、 其他：生产工具、操作台、搬运设备、生产中间品放置支架 、以及通排风设备等 三、 10MW 生产线设备明细表 年生产 10MW 组件，指年生合格的 175W（采用效率 14.5%尺寸 156*156mm 的电池 48 片封装）组件 58， 000 块，如生产 85W 组件，则年产能在 90， 000 块，其他需要切割的小组件，特别是 10W、20W 的组件，则产能大约在 23MW 就不错了。 一年以 52 周计，每周工作天数为 5 天，则每年工作日是 260 天，扣除其他节假日 10 天，则每年工作天数为 250 天，每天每班工作 8 小时。 10MW 生产线设备明细表 序号 设备名称 数量（台 /套） 价格（ RMB：万元） 备注 1 电池片切割机 1 1 切割速度不低于 80mm/sec 2 单片分检仪 1 15 3 组件初测台 2 0.5 自制 4 层压机 2 36 有效面积 2000*1600mm 6 组件测试台 1 25 测试功率大于 200W，测试面积大于2000*1000mm 7 固化炉 有效固化面积 2000*1600mm 7 铝合金加工设备 1 3 含切割、钻孔和铣床及工装 8 气动打框设备 1 0.5 定制 9 操作台 20 1 长宽高 2500*1000*800mm 10 搬运工具 1 1 11 其他 1 2 工具、支架、各种货品柜、以及电源柜、插座等 12 合计 100 说明： 1、 上表一台层压机（有效工作面积为 2000*1600mm），可一次层压 2 片 175W 组件，时间为15 分钟（含进出料），则每天 8 小时可以生产 64 片， 250 天单台单班生产量就是 16， 000片，则两台层压机年单班产能为 5.60MW。要达到 10MW 的年产能应实行每日两班。 2、 激光切割机：由于小型组件的应用主要在太阳能应用系统，这类客户一次定货的数量一般在 500 片以下，如果生产周期定在 5 天，一台切割速度在 80mm/sec 的切 割机，每天可以产出小片 10000 片（如 10W 组件），则两天就可切割完成，因此切割机准备一台就可以了。 3、 单片分检仪，目前平均操作速度（含取片、测试、分放等个环节）为 3 秒 /片， 20 片 /分钟，晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 9 则分钟分检的片数为 20* =300 片；根据层压机速度分钟 4 片组件，则需要4*48=192 片，则单片分检仪需要的数量为 1 台即可，考虑备用在条件许可时可再配置一台。 4、 组件初测台：平均每片 3 分钟，则 15 分钟为 5 片，需要两台这样的设备。 5、 组件测试台：平均每片 1.5 分钟，则 15 分钟为 10 片，一台即可。 6、 铝合金加工设备（切割、 切割、钻孔和铣床及工装）：每班一天 8 小时产能为 150 套。 7、 气动打框设备：平均每片组件的打框时间为 5 分钟，则需要一套。 8、 固化炉：大型组件固化时间为 45 分钟，进出料 15 分钟，则固化炉装载量要求达到一次 20片以上，否则增设一台。 四、 10MW 生产线人员配置明细表 序号 工种名称 需要人数 任职要求 1 生产管理 1 本科，有生产管理经验 2 生产计划 1 大专以上，有生产计划、调度经验 3 采购 1 采购经验，会驾驶 4 单片切割 1 高中女、工作细致、有精细产品加工经验 5 单片分检 4 高中女、工作细 致、有精细产品加工经验 6 单片焊接 /串并 32 女、工作细致、有电子产品焊接经验 7 EVA/PTP 裁剪 2 初中男，有体力，工作细致 8 组件初检 4 高中男，有体力，工作细致 9 组件层压、固化 8 高中男，有体力，工作细致，有设备简单维护经验 10 组件测试 2 高中男，有体力，工作细致，有设备简单维护经验 11 组件打框 4 高中男，有体力，工作细致 12 装接线盒 2 高中男，有体力，工作细致，有装配工作经验 13 质量控制 2 大专，工作细致，有质量控制工作经验 14 铝合金 加工 8 高中男，有体力，工作细致，有金加工工作经验 15 打包入库（搬运） 4 初中男，有体力，工作细致 16 库房管理 1 高中，有体力，工作细致，有库房管理工作经验 17 设备管理 1 电气 /机械设备维护保养经验 17 合计 78 注： 其中 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15 为日晚两班 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 10 附件二、 10MW 组件生产成本、投资及其回报 一、封装成本核算 采用 48 片 156*156 多晶太阳 电池，效率 14.5%（单片功率 3.53W)，组件功率 175W，则封装 组件的成本核算如下： 该款组件的玻璃尺寸约为： 1300*975*3.2mm，组件尺寸为： 1320*990*50mm，纸箱包装 （每箱两片），则纸箱尺寸约为 1400*1070*160mm； 则 175W 组件成本核算如下 (币种 USD)： 项目名称 计量单位 用量 计及损耗 单价 小计 备注 电池片 W 169.44 1.01 2.6 444.9494 钢化玻璃 m2 1.2675 1.01 16.5 21.12289 TPT m2 1.2675 1.1 9.8 13.66365 10%边角料 EVA m2 2.535 1.2 5.356875 16.29561 20%边角料 铝合金 kg 3.6 1.2 2.357025 10.18235 20%边角料 接线盒 只 1 1 6.42825 6.42825 镀锡带 kg 0.7 1.1 32.14125 24.74876 纸箱 m2 1.8932 1.05 9.106687523 18.10282 2 块 /箱 其他附材 0.8571 原材料小计 556.3509 3.179147839 人工 10.3425 电费 1.323 场地 1.40525 设备折旧 0.3749813 5 年折旧 成本合计 569.7966 3.255980589 注： 1、 上述电池、玻璃、 TPT 直接按美圆价格 2、 其他材料国内采购，按汇率 8.26 退税 13%推算至美圆价格 二、回报 年销售收入： 10,000,000*3.7= 37,000,000.00 美圆（目前组件价格为 3.74.0USD/W） 本计算取低值，待取得各种认证如 TUV、 IEC、 CE 等则可以较高价格出售） 生产总成本为： 10,000,000*3.26= 32,559,805.89 美圆 晶体硅太阳能电池组件生产线 项目建 议书 11 毛利润：收入 -生产成本 = 4,440,194.11 美圆（按 4,440,000.00 计算） 费用测算： 人工费：生产配置 78