EN
Optična prozornost in strukturna trdnost: nizkoželezno zakaljeno steklo za sončne plošče
Kako nizkoželezno steklo izboljša prehod svetlobe (91–94 %)
Steklo v standardnih sončnih panelih se izdeluje z železovimi oksidi, ki dajo steklu zelenkast odtenek in absorbirajo del sončne svetlobe. To povzroči absorpcijo vidne svetlobe za približno 15 %. Ko proizvajalci uporabljajo nizkoželezovo steklo, je vsebnost železa znižana na manj kot 0,01 %, vidna svetloba pa se bolje prenaša – absorpcija znaša 91–94 %. Ta izboljšava za 6 do 9 % je pomembna za proizvodnjo energije. Študije so dokazale, da paneli za vsako 1-procentno izboljšavo prenosa svetlobe proizvedejo za 0,5 do 0,8 % več moči. Kaj torej naredi ta panela bolj prozorna? Železna pesek, uporabljen pri njihovi izdelavi, je obdelan tako, da se odstranijo nečistoče, ki povzročajo diskotne barve in lahko vplivajo na učinkovitost panelov. Paneli iz nizkoželezovega stekla z visoko prepustnostjo imajo prednost pri zmogljivosti in zajamejo vsak razpoložljiv foton. Zato mnogi strokovnjaki menijo, da je za optimalno delovanje nizkoželezovo steklo bistveno.
Prednosti zakaljenega stekla: odpornost proti udarcem, toplotna stabilnost in varnost
Toplotno zakaljeno steklo za sončne module se izdeluje s postopkom, pri katerem se steklo segreje na približno 620 stopinj Celzija in nato nadzorovano ohladi. Ta postopek povzroči tlak na površini, zaradi česar je steklo približno štirikrat trši in lahko vzdrži udare gradov do hitrosti 90 km/h, kar presega zahteve standarda IEC 61215. V poljskem testu, izvedenem lani, so moduli iz zakaljenega stekla pokazali 78-odstotno zmanjšanje števila razbitih modulov v primerjavi z moduli iz običajnega stekla. Zakaljeno steklo je tudi dokazano, da vzdrži ekstremne temperature med –40 in 85 stopinj Celzija brez nastanka razpok, ki jih povzroča toplotni stres. To steklo omogoča tudi varnejši izid v primeru razbitja. V nesrečnem primeru razbitja se namesto običajnega stekla, ki tvori ostrouglata in ostro robata drobci, zakaljeno steklo razbije v številne majhne koščke, ki so manj nevarni za delavce, ki nameščajo in vzdržujejo steklo. Zakaljeno steklo je odlična izbira za sončne module, ki so dalj časa izpostavljeni trdim in ekstremnim vremenskim razmeram.
Napredno inženirstvo površin: samodejno čistilne in protisvetleče prevleke za steklo sončnih panelov
Nanostukturirane protisvetleče prevleke: prepustnost večja od 96 % za vse valovne dolžine fotovoltaičnega spektra
Protisvetleča prevleka so pojav, ki temelji na uporabi AR-prevlake za zmanjšanje izjemnih odbojev, ki nastajajo na steklu sončnih panelov, in temelji na načelu destruktivne interference. Te nanostrukture AR-prevlake so zasnovane kot fotonski kristali ali nano-steklo, da usmerjajo in povečujejo količino sončne radiacije, ki je usmerjena v fotovoltaične celice, nameščene na zadnji strani steklene zaščitne plasti, ter da povečajo količino sončne radiacije, ki prehaja skozi steklo. Sončna radiacija, ki je pomembna za pretvorbo energije v fotovoltaičnih celicah, zajema območje od 300 do 1200 nanometrov. Nespremenjeno steklo odbije približno 8 % padajoče sončne radiacije, medtem ko steklo s protisvetlečimi prevlekami odbije manj kot 2 % padajoče sončne radiacije. Te prevleke prav tako omogočajo opazne izboljšave učinkovitosti v časih dneva, ko so sončni paneli nizko na obzorju, zaradi poševnega sončnega vpada. Fotokatalitične TiO₂ + hidrofilne hibridne prevleke zmanjšajo izgube zaradi umazanije za 15–30 %
Samoprečiščujoče površine se ustvarjajo z mešanjem fotokatalitičnega titanovega dioksida (TiO₂) z hidrofilnimi premazi. Hidrofilni premazi omogočajo enakomerno raztekanje vode po površini, TiO₂ pa pod UV-svetlobo katalizira razgradnjo organskih onesnaževalcev. Skupni učinki teh dveh površin vodijo do odstranitve onesnaževalcev. Industrijske študije iz leta 2023 potrjujejo, da ta dvofunkcijski premaz zmanjša izgubo učinkovitosti zaradi umazanije za 15–30 % letno.
Vrsta premaza Funkcija Izboljšanje zmogljivosti
Protiozračni Zmanjšuje odbijanje svetlobe Prepuščanje več kot 96 %
TiO₂ hidrofilni Razgrajuje odpadke in omogoča izpiranje Zmanjšanje izgube zaradi umazanije za 15–30 %
UV-odpornost in okoljska odpornost stekla sončnih panelov
Med obratovalnim življenjem sončne plošče steklo zaščiti sončne celice pred UV-sevanjem, ekstremnimi temperaturami in okoljskimi vplivi. Steklo, ki ni posebej razvito za uporabo v sončnih ploščah, postane zaradi UV-sevanja neprozorno. UV-sevanje povzroči tudi nastanek mikroprask na steklu. Vsako leto mikroprask zmanjšajo svetlobno prepustnost stekla približno za 0,5 %. Na trgu so na voljo novejši izdelki zakaljenega stekla, ki so razviti z nizko vsebino železa in v katerih je cerijev oksid enakomerno razpršen po celotnem steklu. Takšna stekla ohranjajo skozi celotno življenjsko dobo plošče (25 let) približno 92 % svetlobne prepustnosti. Zaščitni sloji sončne plošče delujejo optimalno skozi celotno obratovalno življenjsko dobo sončne plošče.
Okoljska odpornost steklenih modulov vključuje lastnosti, ki segajo čez zaščito pred ultravijoličnim sevanjem, na primer:
Odpornost proti termičnim šokom: Odpornost proti termičnim šokom omogoča spreminjanje temperature od -40 do +120 stopinj Celzija brez mikroprask na steklu
Zapiranje vlage: Prehodnost vodne pare (WVTR) < 0,01 g/m2/dan, kar preprečuje galvansko korozijo zlitin, vdelanih v steklo
Udarci grada: stekleni moduli so certificirani po standardu IEC 61215 za gradove s premerom 25 mm, ki zadenejo steklo s hitrostjo 23 m/s
Konstrukcija modulov zagotavlja, da je izguba moči manjša od 0,3 % letno. Zato je znano, da bodo po 30 letih večina modulov (celo tisti, nameščeni v najtežjih okoljih, npr. v puščavah, ob morju ali v obmorskih mestih) še naprej delovali in bodo ohranili vsaj 85 % prvotne izhodne moči. Tisto, kar so proizvajalci nekoč imenovali zaščita stekla, se je danes razvilo v naprednejše funkcije sončnih modulov, kot so boljša sistemska učinkovitost in daljša življenjska doba.
Pogosta vprašanja
Kakšen pomen ima nizkoželezno steklo v sončnih panelih?
Ker ima steklo z nizko vsebino železa višjo prepuščanje vidne svetlobe ter povečano učinkovitost proizvodnje sončne energije v primerjavi z običajnim steklom.
Kakšne so prednosti zakaljenega stekla v sončnih panelih?
Ker je zakaljeno steklo veliko trdnejše od običajnega stekla, zagotavlja večjo odpornost proti toploti in udarcem ter večjo odpornost proti razbijanju, kar poveča varnost in podaljša življenjsko dobo sončnih panelov. Kakšen je namen protisvetlečega premaza na sončnih panelih?
Namenski protisvetleči premaz poveča učinkovitost sončnih panelov tako, da zmanjša količino sončne svetlobe, ki se odbije od fotovoltaičnih celic.
Kakšno funkcijo ima titanov dioksid (TiO₂) v sončnih panelih?
Za titanov dioksid (TiO₂) se pravi, da je samodejno čistilni, kar je koristno za zmanjševanje izgub zaradi umazanosti, saj razgrajuje organske snovi in s tem olajša čiščenje z vodo.