Скло для сонячних батарей – чи заряджається батарея на повну?

Конструктивно сонячна панель будь-якого типу є одним або кількома шарами матеріалу-напівпровідника, захищеного скляною оболонкою. Сонячна батарея перетворює потік фотонів в електричний струм, але близько 8% випромінювання, що проходить через скло, відбивається зовнішньою і внутрішньою гранями. Звести втрати до нуля не дозволяють закони фізики, але збільшити коефіцієнт поглинання до значень, що перевищують межу в 92%, цілком можливо.

Наскільки ефективно працює сонячна батарея через листове скло?

У найбільш дешевих модулях (як правило, китайського виробництва) використовується звичайне листове скло. Воно товще і міцніше, ніж віконне, має покриття антивідблиску, але поглинає не більше 90-91% енергії навіть при ідеальній механічної поліровки.

У такій конструкції сонячна батарея через скло не тільки працює менш ефективно, але і швидко втрачає початкові експлуатаційні характеристики.

Листове скло для сонячних батарей:

• швидше втрачає прозорість під впливом піску і пилу, які залишають на поверхні мікроскопічні подряпини;
• періодично накопичує внутрішню напругу, що призводить до зміни чіткої структури кристалічної решітки;
• з часом починає гірше пропускати електромагнітні хвилі деяких частин спектра.

З урахуванням часткової деградації напівпровідникового шару, термін служби таких панелей не перевищує 10-15 років, після чого СЕС потребують глибокої модернізації.

Загартоване скло для сонячних батарей

Наступний тип скляного покриття – термічно загартоване – на завершальному етапі виготовлення проходить процедуру високотемпературного загартовування. В результаті матеріал стає надміцним, витримуючи пряме попадання крупного граду і невеликих каменів на швидкостях до 100 км/год без видимого збитку для поверхні.

Загартоване скло для сонячних батарей характеризується:

• високою міцністю;
• тривалим терміном служби – від 25 років і більше;
• стійкою внутрішньою структурою;
• підвищеною проникною здатністю шляхом часткового зниження в складі оксиду заліза (Fe2O3) з одночасним підвищенням оксидів свинцю (PbO) і барію (B2О3).

Пропускна здатність посиленого скла мало відрізняється від листових варіантів, і становить 92-93%.

Антибликове скло підвищеної прозорості

Найбільш дорогі моделі сонячних батарей пропускають через скло 95,0% – 97,5% падаючого випромінювання. Для виготовлення такого покриття застосовується наступна високотехнологічна процедура:

• 1 етап – загартовування;
• 2 етап – механічна поліровка;
• 3 етап – хімічне травлення поверхонь з заміщенням іонів кальцію іонами калію і кобальту;
• 4 етап – «вбудовування» в поверхню спеціального покриття антивідблиску за технологією NSTM (Nano Selective Transmission Modeling), в спрощеному вигляді застосовується у виробництві екранів для якісних смартфонів.

В результаті скляна поверхня стає надміцною, ідеально гладкою, надійно захищеною від несприятливих механічних, хімічних, атмосферних і біологічних зовнішніх впливів і максимально, наскільки це можливо, пропускає сонячне світло.

Тому відповідь на питання «заряджається чи сонячна батарея через скло» – позитивна. При цьому рівень поглинання прямо залежить від якості скляного моноліту – особливо його зовнішньої поверхні.

«Сендвіч» – подвійне скло

Ще одна перспективна технологія – використання сонячних панелей з напівпровідниковим шаром, впаяним між двома однаковими за конструктивними особливостями, хімічним складом і геометрією скляними покриттями.

Головна перевага технології «glass-glass» – в забезпеченні абсолютно однакового коефіцієнта теплового розширення на верхній і нижній половині скляного «сендвіча» при будь-яких температурних умовах. Це значно зменшує навантаження на напівпровідниковий шар і подовжує термін його експлуатації.

Чи працює сонячна батарея через таке скло краще? Ні, її прозорість, надійність та інші фізико-технічні характеристики не змінюються. Але довговічність панелі зростає на 25-30%.

Чи заряджається сонячна батарея через штучне полімерне скло?

Останній, широко поширений тип – штучно синтезоване скло з полімерних матеріалів, перш за все акрилу і його сополімерів. Величезною перевагою такого пластикового композиту є:

• прозорість така ж як і в класичного скла;
• гнучкість;
• висока міцність на розрив;
• термостійкість;
• простота у виробництві з будь-якими, наперед заданими властивостями.

Полімерне захисне скло застосовується для виготовлення сонячних батарей на базі тонких плівок з рідкоземельних матеріалів. Вони в 4-5 разів легше кремнієвих аналогів, в 10-12 разів тонше, на 20% продуктивніше, добре працюють в розсіяному світлі та мають перспективу зростання ККД з нинішніх 17-20% до 35-40% в самому найближчому майбутньому.

Саме такі тонкоплівкові батареї від First Solar (США) реалізує компанія Green Tech Trade, будучи регіональним дилером американського бренду. Панелі та обладнання представлені на офіційному сайті.