あらゆる太陽光発電システムにおいて最も重要な部分が、ソーラーパネル用ガラスです。このガラスは、どれだけの日射が太陽電池に届くか、環境要因がパネルにどの程度影響するか、そしてシステムがどれだけ長期間動作し続けるかを決定します。AVCON Solar( https://www.avcon-solar.com/)太陽光エネルギー解決策のパイオニアの一つであり、太陽電池パネル用ガラスにおいて最も重要な側面の一つは品質です。これは、非常に最小限の故障で25年間動作する太陽電池パネルを提供する理由の一つです。太陽電池パネル用ガラスには普遍的な標準は存在しません。最良の基準では、太陽電池パネルの効率低下を防ぐために、光透過率と耐久性を考慮しています。太陽電池パネルが提供するカバーガラスは太陽電池パネルを保護することを目的としていますが、依然として光を透過させる必要があります。
太陽電池パネル用ガラスにとって最も重要で、おそらく最も基本的な基準は光透過率です。AVCON Solarは、太陽電池が機能するために可視光(400-700 nm)において少なくとも90%の光透過率を達成する太陽電池パネル用ガラスを提供しています。
これにより、ガラス自体が太陽光を最小限に反射または吸収することが保証されます。透過率が85%未満の低品質の太陽光パネル用ガラスは、即座に発電効率を5〜10%低下させます。そのため、太陽光パネル用ガラスには、酸化鉄などの不純物を含まず、着色や光の遮断を防ぐ超透明シリカガラスを使用する必要があります。AVCON Solarでは、さらに反射防止(AR)コーティングの性能についても太陽光パネル用ガラスを検査しています。ARコーティングは反射を抑えることで、透過率をさらに2〜3%向上させます。この基準がなければ、高品質な太陽電池セルであっても、パネルの寿命全体にわたり日光の取り込みが少なくなるため、性能が十分に発揮されません。
太陽光パネル用ガラスは、設置時、輸送中、および使用期間中に受ける物理的損傷を防ぐため、特定の機械的強度基準を満たす必要があります。ひびや破損などの損傷は、太陽電池を湿気や異物から露出させ、発電効率を失わせます。AVCON Solarは、国際規格(IEC 61215など)に従っており、太陽光パネル用ガラスは一定のストレス試験に耐えられる必要があります。例として、2400 Paの静的負荷試験(雪の重さを模擬)と5400 Paの動的負荷試験(突風を模擬)があります。また、太陽光パネル用ガラスは、1mの高さから落下する227gの鋼球による衝撃にも耐えなければなりません。
これらの基準により、輸送中や屋根に積もる重い雪などの実際の使用条件下でもガラスが耐久性を持つことが保証されます。AVCON Solarの太陽光パネル用ガラスは強化ガラス(熱処理によって強度を高めたガラス)で作られており、通常のガラスよりも3〜5倍強いです。万が一強化ガラス製の太陽光パネルガラスが破損した場合でも、小さな無害な破片になるため、安全リスクが低く抑えられます。ガラスの設計のおかげで、パネルの効率低下も最小限に抑えられます。もし強度に関する規格がなければ、太陽光パネルのガラスは弱く作られ、早期に破損し、結果としてパネルの寿命が短くなるでしょう。
太陽光パネル用ガラスが天候による損傷、特に紫外線、湿気、温度変化および汚染物質に対して耐性を持たない場合、長期的な効率が低下します。AVCON Solarの太陽光パネル用ガラスは、紫外線劣化(コーティングの変色や剥離なしに1000 kWh/m2の紫外線照射)および湿気(85°Cの水中で1000時間浸漬しても水の侵入なし)に関する耐候性基準を満たしています。屋外の太陽光発電設備では、熱衝撃(ガラスのひび割れ)が頻繁に発生するため、ガラスは-40°Cから85°Cの間で200回の温度サイクル試験に耐えなければなりません。また、透明性を維持するため、ガラスは汚染物質や化学薬品の腐食にも耐える必要があります。
AVCON Solarは、耐久性のあるARコーティングと化学結合技術を施した低鉄ガラスの使用を重視しています。これらのコーティングは長年にわたる屋外暴露後も剥離や劣化しない強固な結合を形成します。天候に対する保護が施されていない場合、ガラスは退色したり曇化したりし、水分やイオンの浸透を許してしまう可能性があります。こうした要因により、太陽光パネル用ガラスの効率が年間1〜2%低下し、パネルの早期交換問題が悪化するおそれがあります。
ソーラーパネル用ガラスは、平面性および厚さの均一性に関する規格を満たす必要があります。これは、太陽電池セルが正しく配置され、光の屈折による効率損失を抑えるためです。ソーラーガラスが反ったり、厚さが不均一になると、日光が不規則に曲げられたり屈折したりして、セルに到達する光量が減少します。AVCON Solarでは、ソーラーパネル用ガラスの平面性許容差を1メートルあたり0.2mm未満としています。つまり、ガラス表面は1mの範囲で0.2mmを超えて変形しないということです。厚さの均一性も同様に重要です。住宅用パネルで一般的な厚さ3.2mmのソーラーパネル用ガラスは、シート全体で厚さのばらつきが0.1mm未満でなければなりません。これらの規格により、ガラスが日光に対して一貫した「窓」として機能することが保証されます。
所望の均一性を維持するため、AVCON Solarはフロートガラスの製造を含む高度な製造技術を採用しています。この工程では、溶融したガラスを溶融したスズの上に浮かべることで、均一で平らな完璧なガラスが作られます。ガラスの厚さが均一で平らでない場合、太陽光パネルのガラスが太陽電池に光を不均等に分配することになります。これにより「ホットスポット」が発生し、セルを損傷させ、太陽光パネルの効率低下の大きな要因となります。
ガラスを保護し、長期間にわたってその効率を向上させるために、太陽光パネル用ガラスには防汚コーティングおよび反射防止コーティングが施されます。これらのコーティングはガラスの品質制限下においても機能します。AVCON Solarは太陽光パネル用ガラスの反射防止コーティングについて基準を定めており、ARコーティングは25年間、剥離、ひび割れ、変色せず、少なくとも90%以上の光透過率を維持できることが求められています。防汚コーティングにも基準があり、屋外暴露500時間後の太陽光パネル用ガラスは接触角110°以上を保有する必要があります。これはガラスがセルフクリーニング機能を持ち、水滴が玉状になり転がり落ちることで汚れが除去されることを意味します。乾燥した砂塵の多い地域では、ほこりの蓄積により太陽光発電の効率が5~10%低下するため、防汚パネルは清掃頻度を最小限に抑えつつ高い透過率を維持するために極めて重要です。
AVCON Solarは、コーティングの有効性を評価するために、その太陽電池パネル用ガラスを粉塵や雨、および紫外線にさらす耐久試験を行っています。もしコーティングの規格がなければ、反射防止(AR)コーティングは剥離したり効果を失ったりし、汚れ防止コーティングも汚れの付着を防ぐ機能を停止する可能性があります。このような劣化はガラスの効率を低下させ、メンテナンスコストを増加させます。