Стекло для солнечных батарей – заряжается ли батарея на полную?

Стекло для солнечных батарей фото
Стекло для солнечных батарей – заряжается ли батарея на полную?

Конструктивно солнечная панель любого типа представляет собой один или несколько слоев материала-полупроводника, защищенного стеклянной оболочкой. Солнечная батарея преобразует поток фотонов в электрический ток, но около 8% излучения, проходящего через стекло, отражается внешней и внутренней гранями. Свести потери к нулю не позволяют законы физики, но увеличить коэффициент поглощения до значений, превышающих предел в 92%, вполне возможно.

Эффективно ли работает солнечная батарея через листовое стекло?

В наиболее дешевых модулях – как правило, китайского производства – используется обычное листовое стекло. Оно толще и прочнее, чем оконное, имеет антибликовое покрытие, но поглощает не более 90-91% энергии даже при идеальной механической полировке.

В такой конструкции солнечная батарея через стекло не только работает менее эффективно, но и быстро теряет начальные эксплуатационные характеристики.

Листовое стекло для солнечных батарей:

  • быстрее теряет прозрачность под воздействием песка и пыли, которые оставляют на поверхности микроскопические царапины;
  • накапливает внутренние напряжения, что приводит к изменению четкой структуры кристаллической решетки;
  • начинает хуже пропускать электромагнитные волны некоторых частей спектра.

С учетом частичной деградации полупроводникового слоя, срок службы таких панелей не превышает 10-15 лет, после чего СЭС потребует глубокой модернизации.

Закаленное стекло для солнечных батарей

Следующий тип стеклянных покрытий – термически закаленных – на завершающем этапе изготовления проходит процедуру высокотемпературного закаливания. В результате материал становится сверхпрочным, выдерживая прямое попадание крупного града и небольших камней на скоростях до 100 км/час без видимого ущерба для поверхности.

Закаленное стекло для солнечных батарей характеризуется:

  • высокой прочностью;
  • длительным сроком службы – от 25 лет и более;
  • устойчивой внутренней структурой;
  • повышенной пропускающей способностью за счет частичного снижения в составе оксида железа (Fe2O3) с одновременным повышением оксидов свинца (PbO) и бария (B2О3).

Пропускная способность усиленных стекол мало отличается от листовых вариантов, и составляет 92-93%.

Антибликовое стекло повышенной прозрачности

Наиболее дорогие модели солнечных батарей пропускают через стекло 95,0% — 97,5% падающего излучения. Для изготовления такого покрытия применяется следующая высокотехнологичная процедура:

  • 1 этап – закаливание;
  • 2 этап – механическая полировка;
  • 3 этап – химическое травление поверхностей с замещением ионов кальция ионами калия и кобальта;
  • 4 этап – «встраивание» в поверхность специального антибликового покрытия по технологии NSTM (Nano Selective Transmission Modeling), в упрощенном виде применяемой в производстве экранов для качественных смартфонов.

В результате стеклянная поверхность становится сверхпрочной, идеально гладкой, надежно защищенной от неблагоприятных механических, химических, атмосферных и биологических внешних воздействий и максимально, насколько это возможно, пропускающей солнечный свет.

Поэтому ответ на часто задающийся вопрос «заряжается ли солнечная батарея через стекло» — положительный. При этом уровень поглощения прямо зависит от качества стеклянного монолита – особенно его внешней поверхности.

«Сэндвич» — двойное стекло

Еще одна, приобретающая популярность технология – использование солнечных панелей с полупроводниковым слоем, впаянным между двумя одинаковыми по конструктивным особенностям, химическому составу и геометрии стеклянными покрытиями.

Главное преимущество технологии «glass-glass» — в обеспечении абсолютно одинакового коэффициента теплового расширения на верхней и нижней половине стеклянного «сэндвича» при любых температурных условиях. Это значительно уменьшает нагрузки на полупроводниковый слой и удлиняет срок его эксплуатации.

Работает ли солнечная батарея через такое стекло лучше? Нет, ее прозрачность, надежность и прочие физико-технические характеристики не изменяются. Но долговечность панели возрастает на 25-30%.

Заряжается ли солнечная батарея через искусственное полимерное стекло?

Последний, широко распространенный тип – искусственно синтезированное стекло из полимерных материалов, прежде всего акрила и его сополимеров. Огромным преимуществом такого пластикового композита является:

  • равная с классическим стеклом прозрачность;
  • гибкость;
  • высокая прочность на разрыв;
  • термостойкость;
  • простота в производстве с любыми, наперед заданными свойствами.

Полимерное защитное стекло применяется для изготовления солнечных батарей на базе тонких пленок из редкоземельных материалов. Они в 4-5 раз легче кремниевых аналогов, в 10-12 раз тоньше, на 20% производительней, хорошо работают в рассеянном свете и обладают перспективой роста КПД с нынешних 17-20% до 35-40% в самом ближайшем будущем.

Именно такие тонкопленочные батареи от First Solar (США) реализует компания Green Tech Trade, являясь региональным дилером американского бренда. Панели и оборудование представлены на официальном сайте.