uwagi

Uwagi na temat stosowania powłok samoczyszczących.

Uwagi na temat stosowania powłok ochronnych dla modułów PV i kolektorów słonecznych. Podstawowe zalety systemu renowacyjno-ochronnego SolarSkin™. Zanieczyszczenie modułów PV jest ważnym czynnikiem wpływającym na ilość uzyskanej energii. Istnieje wiele różnych opracowań wskazujących na duże spadki sprawności z powodu silnego zabrudzenia (w tym pyłu, brudu i pyłków), przekraczające nawet 25% w okresie 6 miesięcy (Energy, 36 (2011) 5154-5161, Solar Energy 85 (2011) 1128-1136) Ma to miejsce szczególnie na obszarach o dużym zanieczyszczeniu przemysłowym, w miejscowościach nadmorskich z dużą ilością mgły solnej, na pustyniach oraz na obszarach o aktywności wulkanicznej i górnictwie. Zanieczyszczenie modułów słonecznych jest zjawiskiem złożonym. Badania naukowe dowiodły, że zabrudzenia na szkle paneli słonecznych powstają na dwóch sąsiadujących ze sobą warstwach: górnej, które można usunąć dzięki działaniu wiatru, deszczu lub poprzez mycie oraz w warstwie dolnej, która silnie przylega do powierzchni szkła i tworząc twardą skorupę. Zmniejsza ona ilość światła docierającego do ogniw słonecznych. Oprócz strat energii, warunki środowiskowe mogą również powodować degradację lub ścieranie się szkła ochronnego.
Powłoki ochronne są możliwym rozwiązaniem powyższych problemów. Istnienie bariery, która zapobiega przywieraniu cząstek zanieczyszczeń do szkła powoduje, że siły kohezji(spójności) pomiędzy samymi cząstkami są większe niż siły przyczepności do podłoża. Wzmacnia to efekt samooczyszczenia się paneli słonecznych.
Panele zabezpieczone powłoką wolniej gromadzą zanieczyszczenia. Podczas opadu deszczu wykazują większy efekt samooczyszczania. Ich mycie nie wymaga tyle wysiłku i może być wykonywane rzadziej. Jednak, podobnie jak w przypadku nieodpowiedniej struktury powierzchni szklanej, także niektóre powłoki mogą okazać się nieskuteczne i nieefektywne. Może się zdarzyć, że w zależności od warunków środowiskowych przepuszczalność szkła z powłoką może spaść nawet poniżej progu dla szkła płaskiego bez powłoki.
Powłoki stosowane przeciw zabrudzeniu mogą być zarówno hydrofilne (przyciągające wodę), jak i hydrofobowe (odpychające wodę). Mimo że powłoki hydrofilne posiadają funkcję fotokatalityczną i są zdolne do rozkładu materii organicznej w wyniku napromieniowania słonecznego to sprawdzają się dobrze tylko w warunkach laboratoryjnych. Co więcej, większość zanieczyszczeń środowiska ma charakter nieorganiczny, dlatego nie ma sensu nakładać powłok, które będą działały prawidłowo, niszcząc tylko niewielką część istniejących zanieczyszczeń organicznych, zwłaszcza w warunkach suszy.
Z powyższego wynika, że lepszą alternatywą są powłoki hydrofobowe. Co najmniej 60% zanieczyszczeń płynnych jest samoczyszcząca się, a właściwości antyadhezyjne pomagają w redukcji zabrudzeń. Ogranicza się też wysiłek związany z czyszczeniem i konserwacją dla zapewnienia jak największej przepuszczalności świetlnej. Jednak większość z obecnie dostępnych na rynku powłok hydrofobowych jest oparta na zastosowaniu polimerów fluorowych które to mają szereg poniżej opisanych wad: • Słaba odporność na ścieranie , środki czyszczące i warunki otoczenia takie jak piasek , kurz, słona mgła, wilgoć itp. • Niski poziom jednorodności powłoki • Ograniczenie przepuszczalności światła • Mały kąt zwilżania • Brak odporności na promieniowanie UV • Słaba przyczepność do pokrywanej powierzchni • Krótki cykl życia 6 do 24 miesięcy • Brak odporności na wysokie i niskie temperatury • Konieczność utwardzania wysoką temperaturą • 24 godzinna karencja do pełnej odporności na wodę
Niektóre z dostępnych na rynku powłok hydrofobowych mają również właściwości antyrefleksyjne. Z reguły jednak ich kąty zwilżania nie przekraczają 95 stopni i dlatego utrzymanie właściwości samoczyszczących szybko maleje z czasem. Wynika to z faktu, że po pewnej ilości cyklów ścierania, kąt zwilżania może spaść poniżej progu oznaczającego "łatwość czyszczenia", czyli około 80 stopni. Innymi słowy, połączenie zarówno właściwości antyrefleksyjnych jak i antyzabrudzeniowych może brzmieć atrakcyjnie, ale bezpośrednie korzyści ze zwiększonej transmisji modułu mogą zostać całkowicie zniweczone przez wzrost zabrudzeń. Co więcej, powłoki antyrefleksyjne nie utwardzają się w temperaturze otoczenia i powinno się je nanosić przed montażem.
W przypadku mocno zanieczyszczonego, porysowanego lub zniszczonego szkła zastosowanie powłok anty-zabrudzeniowych ma ograniczone uzasadnienie jeśli nie wykonamy jej renowacji. Solidna praktyka renowacyjna, taka jak chemiczne polerowanie mechaniczne (CMP) szkła wysokiej klasy, może przywrócić szkło solarne do stanu pierwotnego, a tym samym poprawić jego przepuszczalność dla światła. Może również wyeksponować miejsca aktywne (miejsca zakotwiczenia) powłoki co pozwoli na poprawę jej przyczepności do podłoża i zwiększy odporność na ścieranie. Do czyszczenia szkła stosowane są emulsje zapewniające stałą obecność ciekłej warstwy między maszyną polerską a podłożem. Emulsje te są często nietrwałe i muszą być przygotowywane na miejscu. Jest to spore utrudnienie dla wykonawców pracujących na zewnątrz przy renowacji modułów. Ponieważ łatwość aplikacji i zwrot z inwestycji są również istotnymi czynnikami, oczywiste jest, że najlepszym rozwiązaniem dla istniejących systemów solarnych jest renowacyjny i ochronny system powłok hydrofobowych, który jest bardzo trwały. Podsumowując powyższe da się zauważyć, że dla istniejących instalacji fotowoltaicznych idealnym rozwiązaniem byłby łatwy w stosowaniu środek renowacyjno-zabezpieczający o jak największej wytrzymałości. SolarSkin™ jest jedynym systemowym produktem umożliwiającym renowację i długotrwałe zabezpieczenie modułów. Poniżej przedstawiamy jego podstawowe cechy:
 Panele słoneczne są skutecznie czyszczone i odnawiane dzięki rewolucyjnej emulsji z wysokiej jakości mieszanki proszków polerskich.  Po utwardzeniu powłoka jest jednorodna ze stabilnie usieciowanymi cząstkami, które są kowalencyjnie (chemicznie) związane z podłożem szklanym.  Powłoka nie zmienia właściwości optycznych szkła modułów PV.  Początkowy kąt zwilżania dla wody ponad 100° i charakteryzuje się liniowością zużycia, z mniej niż 15% degradacją wartości kąta zwilżania podczas eksploatacji.  Starzenie się powłoki nie wpływa na właściwości optyczne szkła.  Odporność na promieniowanie UV i ścieranie.  Odporność na środki czyszczące, detergenty do prania i chemikalia, do wartości pH 13.  Odporność na ekstremalne wahania temperatury.  Utwardzanie się w temperaturze otoczenia. Czas utwardzania wynosi 24 godziny.  Chropowatość powierzchni powłoki mniejsza niż 10 nm.  Wytrzymałość wynosząca co najmniej 7 lat. Co oznacza obniżenie kąta zwilżania o ok. 15%.  Grubość powłoki jest rzędu 100 nm. Dokładna grubość została dobrana w taki sposób, aby efektywnie połączyć długość fali padającego światła i współczynnik załamania światła w szkle oraz zminimalizować straty odbicia.  Odporność na wodę już po 10 minutach od nałożenia powłoki. SolarSkin™ może służyć zarówno do renowacji i zabezpieczenia istniejących modułów jak i do zabezpieczenia nowych modułów przed ich zamontowaniem. Dla nowych modułów proces renowacji jest zbędny. Cały proces nakładania środka jest dużo szybszy i łatwiejszy. Opis procesu stosowania systemu SolarSkin™ jest przedstawiony w osobnym dokumencie.

Leave a Comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *