Дієта малими кроками фотоелектрична
Тонке скло - Хоча в нових модулях із скляного скла використовуються лише скло товщиною в два міліметри, вони витримують більший стрес, ніж класичні модулі з чотириміліметровим переднім склом. Короткий огляд технології скла. Хайко Шварцбургер
Вражаючі криві: у випробувальних лабораторіях австрійського виробника машин Lisec окуляри гнуться, як плівки. Lisec спеціалізується на верстатах для обробки скла: загартовування, шліфування країв, свердління та автоматичний транспорт скла. Випробування на вигин проводяться в окулярах товщиною від 0,9 до 1,8 міліметрів.
Вони призначені для сонячних модулів для наступного покоління. Завдяки запатентованому процесу охолодження в зміцнювальній печі тонкі диски розміром 1,8 міліметра витримують напругу вигину 160 ньютон на квадратний міліметр. Додавання до квадратного метра додає до 500 кг. Це відповідає добрим семи людям. Якість країв надзвичайно важлива. Найкращі нерівності - і це робить дзвін!
Lisec поширює надтонке скло. Для цього є вагомі причини: скло важке і ковтає світло. Чим тонше сонячне скло, тим легше установка, тим більше світла проходить і тим вище може бути вихідна потужність модулів. Як зробити особливо тонке і міцне скло насправді відомо десятки років. Ще в 1962 році американський виробник скла Corning представив своє скло горили, товщиною від півміліметра до двох міліметрів, спеціально розроблене для електронних дисплеїв. А сьогодні? Приблизно 95 відсотків окулярів у сонячній промисловості мають товщину 3,2 міліметра.
У сонячній промисловості вирує битва віри щодо того, чи можна і як модулі схуднути. Наприклад, Lisec робить ставку на загартовані або загартовані окуляри. Centrosolar працює з цим процесом, як і Solarwatt. На Intersolar обидві компанії представили нові сонячні модулі з двоміліметровими тонкими стеклами, один на передній і задній панелі ламінату.
Ці окуляри термічно загартовані. Для затвердіння скло короткочасно нагрівають вище температури розм'якшення до приблизно 640 градусів Цельсія, а потім гасять повітряним душем. В результаті він дуже швидко застигає на поверхні, серцевина лише повільно охолоджується. Це створює попереднє завантаження.
Чим тонше скло, тим інтенсивнішим повинен бути повітряний душ для досягнення цих ефектів. Це вимагає набагато більше енергії. Гарі Калабрезе, керівник сонячного відділу в Корнінгу, виступає проти цього: «Тонше скло можна швидше нагрівати і охолоджувати. Для цього потрібно менше енергії, щоб зменшити виробничі витрати. Вам потрібно менше кварцового піску, приблизно на третину до половини менше ». Експерименти Корнінга з окулярами товщиною лише від 0,7 до 1,5 міліметрів.
Але це довгий шлях від дослідницьких лабораторій до виробництва модулів. Бо не все скло однакове. На гігават фотоелектричної потужності потрібно від семи до дев'яти мільйонів квадратних метрів скла. Щорічно швидко поєднуються сотні мільйонів квадратних метрів структурованого скла для кристалічних модулів. У тонкоплівкових модулях використовується флоат-скло, що також становить кілька десятків мільйонів квадратних метрів у всьому світі.
Менше заліза в литому склі
Структуроване скло означає лите скло зі світлопоглинаючими дрібними структурами, що вкочуються в поверхню, наприклад, невеликі піраміди. Натомість флоат-окуляри мають дуже гладку поверхню. Їх малюють у довгих поплавкових діжках на жерстяній ванні нескінченним процесом. Зазвичай вони виконуються у вигляді панелей із фольги зі скла або у вигляді скляних ламінатів. Тонкоплівкові модулі, як правило, також мають скляну пластину на тильній стороні, тому в основному це панелі із подвійним склом. Лите скло має одну головну перевагу перед флоат-склом: воно містить менше заліза, а скло оптично чистіше. Залізо забарвлює скло в зелений колір і поглинає значну частину світла, перш ніж воно може проникнути до напівпровідника.
Зелений мерехтливий край
Звичайне флоат-скло, як у вікон автомобілів або вікон, має зеленуватий блиск по краю. Вміст заліза становить близько 200 тисячних на тисячу (частин на мільйон: проміле). Для сонячних модулів або сонячних колекторів скло може мати максимальний вміст заліза 100 ppm. Вміст заліза у флоат-склі можна зменшити лише з великими зусиллями. На критичне співвідношення між двовалентним і тривалентним залізом навряд чи можна впливати через олов’яну ванну з редукцією та конструкцію поплавкових резервуарів. Ось чому флоат-скло не досягає високих оптичних властивостей литого скла: висока проникність 91,5 відсотка.
GMB Glasmanufaktur Brandenburg у м. Черніц у Нідерлауціці, що належить до групи Interfloat, є важливим виробником литого скла. Там виробляється лите скло із низьким вмістом заліза з вмістом оксиду заліза менше 140 ppm. Щодня можна лити та катати до 300 тонн сонячного скла. Це близько десяти мільйонів квадратних метрів на рік. Товщина скла становить від двох до шести міліметрів. Структури окулярів матові (шовкові), пірамідальні (конусні) або грубо текстуровані (астра).
Трансмісія вирішує
Пропускання, проникність для сонячного світла, є вирішальним критерієм, коли йдеться про сонячне скло. Найпопулярнішим серед флоат-скла з Німеччини є новий завод в Остерведдінгені поблизу Магдебурга, де перша кампанія "із низьким вмістом заліза" розпочалася три роки тому. Scheuten та Interpane побудували там поплавкову лінію спеціально для сонячного скла. Scheuten - середній виробник скла з Голландії, Interpane спеціалізується на облагороджуванні окулярів. У жовтні 2012 року Interpane об'єднався з гігантським флоат-склом AGC Glass Europe.
Сонячний поплавок із Саксонії-Ангальт містить лише 85 ppm оксиду заліза. Його світлопроникність досягає 90,5 відсотків (товщина скла: чотири міліметри) або 91,2 відсотка (3,2 міліметра). "Дуже низький вміст заліза робить просте сонячне скло високоякісним компонентом", - говорить Рууд Герлінгс, директор базового скла в Scheuten. "Наш завод інтегрує різання, обробку країв, свердління, зміцнення та нанесення покриттів".
В принципі, F-Solar в Остерведдінгені використовує флоат-скло, що зазвичай може робити лише лите скло. Світлопропускання структурованого скла все ще явно випереджає - 91,5 відсотка. Теоретична межа для обох окулярів становить 92 відсотки. Це пов’язано з неминучим відображенням на межі розділу між склом і повітрям, яке відкидає чотири відсотки світла - по обидва боки скла. Вісім відсотків оптичних втрат через відбиття.
На виставці Intersolar у Мюнхені F-Solar повідомила, що розпочато серійне виробництво тонкого сонячного скла з оксидом із низьким вмістом заліза в два міліметри. Подано заявку на затвердження загального будівельного органу. Окуляри частково загартовані та оснащені дуже міцним антибліковим покриттям. При міцності на розрив на вигин 120 ньютон на квадратний міліметр частково зміцнене, тонке сонячне скло навіть перевищує вимоги до чотириміліметрового скла.
Навіть два міліметри для флоат-скла
Тонші окуляри створюють деякі проблеми. Щоб виготовити звичайне скло, потрібно 13-14 мегаджоулів енергії на кілограм. Розплав кварцового піску та його інгредієнтів з’їдає багато енергії, оскільки для розщеплення мінералів, приблизно 1600 градусів Цельсія, необхідні дуже високі температури. Якщо ці окуляри загартовані, потреба в енергії зростає до 16-17 мегаджоулів на кілограм. Скло із низьким вмістом заліза вимагає виробництва приблизно 15 мегаджаулів на кілограм; воно повинно бути гарячішим у розплаві. При твердості це до 18 мегаджаулів. Це означає: більш тонкі, загартовані окуляри дорожчі.
Крім того, при загартуванні виникають дрібні хвилеподібні скла, тоді скло вже не є абсолютно рівним. "Якщо ви хочете використовувати жорсткі окуляри для тонкоплівкових модулів, вони повинні бути абсолютно рівними", - говорить Тобіас Плессінг. Коли лінія по виробництву скла розпочалася в Остерведдінгені, він керував бізнесом. З березня він є професором університету в Хофі у Верхній Франконії. «В іншому випадку виникнуть проблеми з великим осадженням тонких пластин напівпровідникових шарів. У нашій печі для затвердіння ми досягаємо набагато кращої однорідності температур ".
Більше світла завдяки антибликовим покриттям
Довжина печі становить 40 метрів і в неї вбудовано кілька сотень форсунок, щоб продувати гаряче повітря над склопакетами. Фактична зона охолодження становить лише один метр. В Остерведдингені загартовувальна піч та механічна обробка розташовані безпосередньо за лінією поплавця. Як результат, скло не рухається через занадто багато рук, і ризик його поломки зменшується.
Антиблікове покриття наноситься у вакуумній камері. F-Solar визначає передачу енергії окулярів як 94 відсотки. Ще в 2001 році Centrosolar був першим виробником модулів, який вдосконалив свої панелі антибліковими покриттями. Склянки покриті пористим діоксидом кремнію з однієї або обох сторін, змочені хімічно у зануренній ванні. Односторонній антибликовий шар має товщину всього 120 нанометрів і може наноситися на гладке та структуроване скло. Вам потрібна певна пористість і товщина шару, щонайменше, чверть довжини хвилі, для досягнення бажаних ефектів. У Centrosolar було власне дочірнє підприємство з виробництва сонячних окулярів.
В рамках перебудови Centrosolar Glas був проданий Ducatt в Бельгії в травні. Компанія продовжує працювати постачальником скляних матеріалів для Centrosolar.
Повернемося до антиблікового покриття: воно має товщину близько 100 нанометрів. Флоат-скло має одну перевагу перед литим склом: воно містить менше дефектів скла і є більш жорстким по краях. Ось чому флоат-скло товщиною 3,2 міліметра має міцність, порівнянну з міцністю литого скла у чотири міліметри. А оскільки товщина поплавкових склянок є більш однорідною, вони також краще підходять для зміцнення, затвердіння та антиблікового покриття.
Тематичне досьє
Для архітекторів: сонячне будівництво
Спеціально для архітекторів ми пропонуємо в Інтернеті за пунктом меню Досьє та теми велика кількість спеціалізованих статей та звітів. Там ви також знайдете ексклюзивні та безкоштовні завантаження від наших партнерів. Доступ здійснюється через спеціальну маску введення.
Центросонячна
Значно довша гарантія
Сонячні модулі зі скляною панеллю спереду та ззаду мають майже необмежений термін служби. Це результат довготривалого випробування в кліматичній камері, в якому Centrosolar порівнював склоплівкові модулі з модулями у скляному композиті. Що стосується звичайних модулів, то продуктивність знизилася не пізніше ніж через 30 років, оскільки фільм був знищений. З іншого боку, скляно-скляні модулі залишалися цілими протягом імітованих 40 років. Вони без шкоди витримували екстремальні температури, високий рівень вологості та вологи. Зараз Centrosolar має намір провести подальші випробування, щоб визначити, коли впливи навколишнього середовища стають помітними в скляних скляних модулях.
За результатами випробувань Centrosolar дає 30-річну гарантію на 87 відсотків номінальної потужності на склоскляних модулях серії S-Class Vision. Гарантія на товар на 20 років вдвічі довша, ніж гарантія порівнянних модулів зі склоплівки. Щодо більш тривалого терміну служби, скло-скляні модулі забезпечують на 25 відсотків більший вихід, ніж стандартні модулі. Модулі можуть завантажувати до 6600 Паскаль.
Centrosolar розширив серію S-Class Vision після запуску в Intersolar і тепер пропонує чотири модулі у скляному композиті. У нових модулях використовується технологія скла другого покоління. Скло спереду і ззаду товщиною всього два міліметри. Це робить модулі легшими, ніж попередні скляні скляні модулі. Залежно від версії, модулі S-Class Vision оснащені чорною або срібною рамою та прозорим або чорним заднім склом. Потужність становить від 235 до 265 Вт. Є модулі для установки в покрівлі або на покрівлі. Він може бути встановлений вертикально або горизонтально.