ETFE или PET гъвкави соларни панели

Автор admin 30/10/2019 0 Коментари

ETFE и PET: Два основни материала в областта на полугъвкавите панели

 

 

Ставайки въпрос за гъвкавите фотоволтаични панели, които се използват широко в различни области и при които наличното пространство или допустимото натоварване са строго ограничени, изборът на материали, които ще покрият фотоволтаичните клетки, е може би най-важният аспект при характеризиране на механичните свойства на панела, както и неговата ефективност и дълготрайност.

Според типа на соларните клетки и способността им да влияят върху ефективността на панела и съответно неговия размер, както и  според желаната изходна мощност, гъвкавите панели могат да се разделят на два различни типа: 7-слойни гъвкави панели и 5-слойни гъвкави панели.

Най-разпространеният модел на пазара, 5-слойният модел, може да бъде схематизиран в структурата си в следното изображение:

 

 

 

Както може да се види няма много слоеве на защита на клетките: първият е EVA, пластмасов кополимер, много често срещан в индустрията, който се използва във фотоволтаичния сектор за капсулиране на PV клетки чрез термичен процес на ламиниране на клетките, като ги изолира напълно от всякакъв контакт с течности, прахове, пари или други газове.

Във външния слой се добавя PET, друг пластмасов полимер, широко разпространен в почти всички области на промишленото производство, който в нашия случай се използва като външно покритие за гъвкави панели, тъй като има добра механична устойчивост и ковкост по време на производствения процес, като запазва гъвкавостта си.

Предвид степента и продължителността на защитата, която осигуряват тези материали, е трудно да се предположи използването на такива соларни панели в райони с неблагоприятни атмосферни условия. Добре известно е, че PET има ниска термична устойчивост в краткосрочен план, поради което използването в много горещи среди не се препоръчва. В допълнение PET не е в състояние да издържа на химически атаки, причинени от разтворените във водата различни киселинни и алкални съединения, които в дългосрочен план ще причинят пожълтяване и след това разслояване или счупване на пластмасовия слой.

 

Снимка показваща разрушението на PET панел от атмосферните влияния.

 

 

По този начин силните страни на този тип продукти се фокусират върху гъвкавостта на панела, неговото малко тегло и компактни размери (както за панела, така и за разклонителната кутия) и най-вече върху икономията от използването на широко разпространената и лесна за производство полимерна пластмаса.

Ако обаче разгледаме област на приложение като морската, разбираме, че тези свойства, макар и със сигурност да са полезни, не са достатъчни, за да гарантират висока трайност на продукта.

В морето излагането на влошаващи се агенти е практически постоянно, а в някои случаи физическото натоварване, причинено от много тежки морски условия, също може да причини щети на фотоволтаичните клетки, ако те нямат адекватна защита.

За да се отговори на такива строги изисквания за устойчивост, докато се опитва да се запази гъвкавостта и компактността на панела, е създадена 7-слойна структура, схематизирана на чертежа по-долу:

 

Оставяйки настрана полимерните слоеве, които вече открихме в 5-слойните панели, този продукт се различава от първия по добавянето на ETFE като допълнителен външен защитен слой. ETFE е флуорополимер или полимер (макромолекула, съставена от верига от същите молекули), която съдържа флуорни атоми. Молекулите, които съставят полимера, са химически много стабилни и следователно могат да издържат на високи нива на термичен стрес и химическа агресия, много повече, отколкото могат PET. Друга основна характеристика на ETFE, което го прави отличен полимер за тази област на приложение, е неговата обща пропускливост на UV: многобройни тестове, проведени и върху остарели проби (за да се докаже трайността на тази характеристика), показват пропускливост от 95% (в сравнение с средно 80% от PET) с пряк процент на светлина 88% и облъчване, вариращо от 400 до 600 nm от спектъра на видимата светлина.

Не само, че ETFE е траен и "UV-приятелски" материал, но е и "интелигентен": благодарение на химичните свойства на неговите молекули, ETFE е самопочистващ се материал, който поддържа прозрачността си през целия си жизнен цикъл, който в оптимални условия може да достигне дори 20 години. Друг признак на неговата „интелигентност“ се крие в екологичната устойчивост на този полимер: всъщност той е 100% рециклируем. Дори производственият му процес е щадящ за околната среда, тъй като не изисква използването на химически разтворители или нефтопродукти и спазва Монреалския договор, така че не попада в групата на материалите, които увреждат озоновия слой на атмосферата. И накрая, за разлика от полимерите като PET или TPT, ETFE се препоръчва и за употреба в особено горещи и сухи помещения и климатични условия поради ниската му възпламеняемост, произтичаща от високата степен на огнеустойчивост.


Използването на много гъвкави и рафинирани полимери обаче не е единствената разлика, която отличава двата типа гъвкави соларни панели: въпреки че и в двата типа панели се използват едни и същи фотоволтаични клетки, добре е да имате предвид, че има 3 различни варианта на тези клетки въз основа на тяхното процентно съдържание на силиций. Първата и най-скъпа категория е А, което означава, че съдържанието на силиций е най-малко 98%, а клетъчната ефективност е над 20%. На следващо място, по ред на разходите, са категорията клетки "В" и "С", съдържащи силициеви проценти от 92 до 96%, които могат да осигурят ефективност между 15% и 18%, с последващо увеличение на ефективността с допълнителни 17%, за да съответства на изходната мощност в сравнение с клетки от серия A. Обикновено тези клетки от по-нисък клас се използват в полу-гъвкавите 5-слойни PET панели.

Трябва да е ясно, че освен споменатите по-горе структурни разлики и двата типа панели имат своите предимства и недостатъци, както икономически, така и практически, и зависи от купувача да направи избора си според своите нужди. Въпреки че е вярно, че цената на ETFE панел е с 60% по-висока от еквивалента на PET при една и съща мощност от панела, също така е вярно, че PET версията изисква допълнителни грижи и внимание, ако искате да удължите живота колкото се може повече. Следователно и двата продукта в рамките на оптималното си приложение са качествено много добри, тъй като и двата имат сертификати за безопасност CE и RoHS.

Коментирай