Diéta v malých krokoch fotovoltaická
Tenké okuliare - Aj keď nové sklenené sklenené moduly používajú iba tabule s hrúbkou dva milimetre, vydržia väčšie namáhanie ako klasické moduly so štvormilimetrovým predným sklom. Krátky exkurz do technológie skla. Heiko Schwarzburger
Pôsobivé krivky: V skúšobných laboratóriách rakúskeho výrobcu strojov Lisec sa okuliare ohýbajú ako filmy. Lisec sa špecializuje na stroje na spracovanie skla: kalenie, brúsenie hrán, vŕtanie a automatický transport tabúľ. Skúšky ohybom prebiehajú s okuliarmi hrubými od 0,9 do 1,8 milimetra.
Sú určené pre solárne moduly, pre budúcu generáciu. Vďaka patentovanému procesu chladenia vo vytvrdzovacej peci odolávajú disky tenké 1,8 milimetra ohybovému namáhaniu 160 newtonov na štvorcový milimeter. Ak pripočítate meter štvorcový, pridá sa to až 500 kilogramov. To zodpovedá dobrým siedmim ľuďom. Kvalita okrajov je mimoriadne dôležitá. Najjemnejšie hrčky - a to robí škrekot!
Lisec rozširuje ultratenké sklo. Má to vážne dôvody: Sklo je ťažké a prehĺta svetlo. Čím je solárne sklo tenšie, tým je inštalácia ľahšia, tým viac svetla prechádza a tým vyšší môže byť výkon modulov. Ako vyrobiť obzvlášť tenké a silné sklo je v skutočnosti známe už celé desaťročia. Už v roku 1962 predstavil americký výrobca skla Corning svoje sklo gorily, hrubé od pol milimetra do dvoch milimetrov, špeciálne vyvinuté pre elektronické displeje. A dnes? Asi 95 percent okuliarov v solárnom priemysle má hrúbku 3,2 milimetra.
V solárnom priemysle zúri boj viery, či a ako by sa moduly mohli zoštíhliť. Napríklad Lisec sa spolieha na tvrdené alebo tvrdené okuliare. Spoločnosť Centrosolar s týmto procesom pracuje rovnako ako Solarwatt. Na veľtrhu Intersolar predstavili tieto dve spoločnosti nové solárne moduly s dvoma milimetrovými tenkými tabuľami, jeden vpredu a druhý v zadnej časti laminátu.
Tieto sklá sú tepelne tvrdené. Na vytvrdenie sa sklo krátko zahreje nad teplotu mäknutia na asi 640 stupňov Celzia a potom sa ochladí vzduchovou sprchou. Vďaka tomu na povrchu veľmi rýchlo stuhne, jadro sa ochladzuje iba pomaly. Takto sa vytvorí predpätie.
Čím je sklo tenšie, tým intenzívnejšia musí byť vzduchová sprcha, aby sa dosiahli tieto účinky. To si vyžaduje oveľa viac energie. Gary Calabrese, vedúci solárnej divízie v Corningu, proti tomu namieta: „Tenšie sklo sa dá rýchlejšie ohriať a ochladiť. Na to je potrebných menej energie, čo znamená, že sa znížia výrobné náklady. Potrebujete menej kremenného piesku, asi o tretinu až polovicu menej. “Corning experimentuje s okuliarmi hrubými iba 0,7 až 1,5 milimetra.
Je to však dlhá cesta od výskumných laboratórií k výrobe modulov. Pretože nie všetko sklo je rovnaké. Na gigawatt fotovoltaického výkonu je potrebných sedem až deväť miliónov metrov štvorcových skla. Stovky miliónov metrov štvorcových štruktúrovaného skla pre kryštalické moduly sa každý rok rýchlo skombinujú. Tenkovrstvové moduly používajú plavené sklo, ktoré má tiež niekoľko desiatok miliónov metrov štvorcových po celom svete.
Menej železa v liatom skle
Štruktúrované sklo znamená odlievané sklo s jemnými štruktúrami absorbujúcimi svetlo, ktoré sa valia do povrchu, napríklad malé pyramídy. Plavené poháre majú naopak veľmi hladký povrch. Sú nakreslené v dlhých plavákových vaniach na cínovom kúpeli nekonečným procesom. Spravidla sú navrhnuté ako sklovláknité dosky alebo ako sklenené lamináty. Tenkovrstvové moduly majú zvyčajne tiež sklenenú dosku na zadnej strane, takže ide väčšinou o dvojsklo. Liate sklo má oproti plavenému skle jednu veľkú výhodu: obsahuje menej železa a sklo je opticky čistejšie. Železo zmení farbu skla na zelenú a absorbuje významnú časť svetla predtým, ako prenikne do polovodiča.
Zelený trblietavý okraj
Normálne plavené sklo, ako je sklo používané v oknách alebo oknách automobilov, má na okraji nazelenalý lesk. Obsah železa je okolo 200 promile (promile: ppm). V prípade solárnych modulov alebo solárnych kolektorov môže mať sklo maximálny obsah železa 100 ppm. Obsah železa v plavenom skle je možné znížiť iba s veľkým úsilím. Kritický pomer medzi dvojmocným a trojmocným železom je ťažko ovplyvniteľný redukčným cínovým kúpeľom a konštrukciou plavákových nádrží. To je dôvod, prečo plavené sklo nedosahuje vysoké optické vlastnosti liateho skla: vysokú priepustnosť 91,5 percent.
GMB Glasmanufaktur Brandenburg in Tschernitz in Niederlausitz, ktorá patrí do skupiny Interfloat Group, je významným výrobcom liateho skla. Tam sa vyrába liate sklo s nízkym obsahom železa s menej ako 140 ppm oxidu železa. Denne je možné odlievať a rolovať až 300 ton solárneho skla. To je zhruba desať miliónov štvorcových metrov ročne. Hrúbky skla sú od dvoch do šiestich milimetrov. Štruktúry okuliarov sú matné (hodvábne), v tvare pyramídy (kužeľ) alebo zhruba štruktúrované (astra).
Rozhoduje prenos
Prepustnosť, priepustnosť pre slnečné svetlo, je rozhodujúcim kritériom, keď sa hovorí o solárnom skle. Špičkou medzi plaveným sklom z Nemecka je nový závod v Osterweddingene neďaleko Magdeburgu, kde sa pred tromi rokmi začala prvá kampaň s nízkym obsahom železa. Scheuten a Interpane tam postavili plavákovú linku špeciálne pre solárne sklo. Scheuten je stredne veľký výrobca skla z Holandska, spoločnosť Interpane sa špecializuje na zdokonaľovanie skiel. V októbri 2012 sa spoločnosť Interpane spojila s gigantom float glass AGC Glass Europe.
Solárny plavák zo Saska-Anhaltska obsahuje iba 85 ppm oxidu železitého. Jeho priepustnosť svetla dosahuje 90,5 percenta (hrúbka skla: štyri milimetre) alebo 91,2 percenta (3,2 milimetra). „Veľmi nízky obsah železa robí z jednoduchého solárneho skla vysoko kvalitný komponent,“ hovorí Ruud Geerlings, riaditeľ základného skla v Scheutene. „Náš závod integruje rezanie, spracovanie hrán, vŕtanie, kalenie a povrchovú úpravu.“
V zásade používa spoločnosť F-Solar v Osterweddingene plavené sklo, ktoré bežne dokáže iba liate sklo. Priepustnosť svetla štruktúrovaného skla je stále zreteľne vpredu na úrovni 91,5 percenta. Teoretický limit pre oba okuliare je 92 percent. Súvisí to s nevyhnutným odrazom na rozhraní medzi sklom a vzduchom, ktorý odmieta štyri percentá svetla - na oboch stranách skla. Osem percent optickej straty v dôsledku odrazu.
Na Intersolari v Mníchove informovala spoločnosť F-Solar o tom, že sa začala sériová výroba dvoj milimetrov tenkého solárneho skla s nízkym obsahom železa. Bola podaná žiadosť o všeobecné povolenie stavebného úradu. Okuliare sú čiastočne tvrdené a vybavené veľmi robustným antireflexným povrchom. Čiastočne tvrdené tenké solárne sklo so silou v ohybe 120 Newtonov na štvorcový milimeter dokonca prekračuje požiadavky na štvormilimetrové sklo.
Dokonca aj dva milimetre pre plavené sklo
Tenšie okuliare spôsobujú určité problémy. Na výrobu bežného skla potrebujete 13 až 14 megajoulov energie na kilogram. Tavenina kremenného piesku a jeho zložiek pohlcuje veľa energie, pretože na odbúranie minerálov sú potrebné veľmi vysoké teploty, okolo 1 600 stupňov Celzia. Ak sú tieto okuliare tvrdené, zvyšuje sa energetická potreba na 16 až 17 megajoulov na kilogram. Sklo s nízkym obsahom železa vyžaduje výrobu asi 15 megajoulov na kilogram, v tavenine musí byť teplejšie. S tvrdosťou je to až 18 megajoulov. To znamená: tenšie, tvrdené sklá sú drahšie.
Okrem toho sa pri temperovaní vyskytujú jemné zvlnenie, sklo potom už nie je absolútne ploché. „Ak chcete pre tenkovrstvové moduly použiť tvrdené okuliare, musia byť úplne ploché,“ hovorí Tobias Plessing. Keď sa v Osterweddingene rozbehla sklenená linka, viedol podnik. Od marca je profesorom na univerzite v Hofu v Horných Frankách. „V opačnom prípade nastanú problémy s veľkoplošnou depozíciou polovodičových vrstiev tenkých ako oblátka. V našej kaliacej peci dosahujeme oveľa lepšiu homogenitu teplôt. ““
Viac svetla cez antireflexné vrstvy
Pec je dlhá 40 metrov a má v sebe zabudovaných niekoľko stoviek trysiek na vyfukovanie horúceho vzduchu cez tabule. Skutočná chladiaca zóna je dlhá iba jeden meter. V Osterweddingene sa kaliaca pec a mechanické spracovanie nachádzajú priamo za plavákovou linkou. Vďaka tomu sklo nepremiestňuje príliš veľa rúk a riziko rozbitia skla je znížené.
Antireflexný povlak sa nanáša vo vákuovej komore. F-Solar určuje prenos energie okuliarov na 94 percent. Už v roku 2001 bola spoločnosť Centrosolar prvým výrobcom modulov, ktorý vylepšil svoje panely antireflexnými vrstvami. Poháre sú z jednej alebo oboch strán potiahnuté pórovitým oxidom kremičitým, chemicky mokro v ponornom kúpeli. Jednostranná antireflexná vrstva má hrúbku iba 120 nanometrov a je možné ju nanášať na hladké a štruktúrované sklo. Aby ste dosiahli požadované účinky, potrebujete určitú pórovitosť a hrúbku vrstvy, minimálne štvrtinu vlnovej dĺžky. Spoločnosť Centrosolar mala svoju vlastnú dcérsku spoločnosť na výrobu solárnych skiel.
V rámci novej prestavby bol Centrosolar Glas v máji predaný spoločnosti Ducatt v Belgicku. Spoločnosť naďalej pracuje ako dodávateľ skla pre spoločnosť Centrosolar.
Späť k antireflexnému povlaku: Je hrubý asi 100 nanometrov. Plavené sklo má oproti liatému sklo jednu výhodu: obsahuje menej defektov skla a je na okrajoch tuhšie. Preto má plavené sklo hrúbky 3,2 milimetra porovnateľnú pevnosť so štvorlitrovým liatým sklom. A pretože je hrúbka plavákových pohárov homogénnejšia, sú tiež vhodnejšie na kalenie, kalenie a antireflexnú vrstvu.
Téma
Pre architektov: solárna výstavba
Špeciálne pre architektov ponúkame na internete pod položkou ponuky Dokumentácie a témy množstvo našich odborných článkov a správ. Nájdete tu tiež exkluzívne a bezplatné súbory na stiahnutie od našich partnerov. Prístup je cez špeciálnu vstupnú masku.
Centrosolar
Výrazne dlhšia záruka
Solárne moduly so sklenenou tabuľou vpredu a vzadu majú takmer neobmedzenú životnosť. To je výsledok dlhodobého testu v klimatickej komore, v ktorom spoločnosť Centrosolar porovnávala moduly zo sklenenej fólie s modulmi zo skleneného kompozitu. U bežných modulov výkon klesal najneskôr po 30 rokoch, pretože film bol zničený. Moduly zo skleneného skla naopak zostali neporušené počas simulovaných 40 rokov. Odolali extrémnym teplotám, vysokej vlhkosti a vlhkosti bez poškodenia. Spoločnosť Centrosolar teraz plánuje vykonať ďalšie testy s cieľom zistiť, kedy sú v moduloch sklo-sklo badateľné vplyvy prostredia.
Na základe výsledkov testov spoločnosť Centrosolar poskytuje 30-ročnú záruku na 87 percent nominálneho výkonu na sklenených sklenených moduloch rady S-Class Vision. Záruka na výrobok v dĺžke 20 rokov je dvakrát dlhšia ako v prípade porovnateľných modulov zo sklenenej fólie. V porovnaní s dlhšou životnosťou majú sklenené sklenené moduly o 25 percent vyššiu výťažnosť ako štandardné moduly. Moduly je možné načítať až do 6 600 Pascal.
Spoločnosť Centrosolar rozšírila sériu Vision triedy S po štarte v spoločnosti Intersolar a teraz ponúka štyri moduly zo skleneného kompozitu. V nových moduloch je použitá technológia skla druhej generácie. Sklenené tabule vpredu a vzadu sú hrubé iba dva milimetre. Vďaka tomu sú moduly ľahšie ako predchádzajúce sklenené sklenené moduly. Podľa verzie sú moduly Vision S-Class vybavené čiernym alebo strieborným rámom a priehľadným alebo čiernym zadným sklom. Výkon je medzi 235 a 265 wattmi. Existujú moduly na inštaláciu do strechy alebo na strešnú krytinu. Môže byť inštalovaný zvisle alebo vodorovne.