Από τη σκοπιά της αξιοπιστίας σε εξωτερικές εφαρμογές ηλιακών συλλεκτών, η επιλογή φωτοβολταϊκού φιλμ

Το 2024 θα είναι μια σημαντική χρονιά για την επιβίωση των ισχυρότερων στον κλάδο των φωτοβολταϊκών. Ο έντονος ανταγωνισμός οδήγησε στην επανάληψη της τεχνολογίας των μπαταριών και στην ταχύτητα της βιομηχανικής εφαρμογής που ξεπέρασε κατά πολύ πριν από δέκα χρόνια.
Ωστόσο, ανεξάρτητα από το πώς επαναλαμβάνεται η μπαταρία και αν θα επιλέξετε POE (ελαστομερές πολυολεφίνης), EVA (συμπολυμερές οξικού αιθυλενίου) ή EPE για τη συσκευασία μονάδων διπλού γυαλιού, μονάδων μονής γυαλιού ή εύκαμπτων μονάδων, αυτό είναι πάντα αναπόφευκτο και πολύ συζητημένο θέμα.
Η θερμότητα, το οξυγόνο, το νερό, η υπεριώδης ακτινοβολία και οι βιολογικές δραστηριότητες στο περιβάλλον είναι οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν αστοχία υλικού. Στις εξωτερικές εφαρμογές φωτοβολταϊκών μονάδων, εκτός από τον αποκλεισμό των βιολογικών δραστηριοτήτων, δεν μπορούν να αγνοηθούν οι άλλοι τέσσερις περιβαλλοντικοί παράγοντες. Επομένως, κατά την επιλογή υλικών, η πρώτη σκέψη πρέπει να είναι η επίδραση αυτών των τεσσάρων παραγόντων στα υλικά.
Αυτό το άρθρο συγκρίνει τις επιπτώσεις του EVA και του POE κάτω από αυτούς τους τέσσερις περιβαλλοντικούς παράγοντες, παρέχοντας μια νέα προσέγγιση και μέθοδο για την επιλογή υλικού.
1. Θερμότητα
Τόσο τα υλικά EVA όσο και τα υλικά POE μπορούν να αντέξουν βραχυπρόθεσμη έκθεση σε υψηλή θερμοκρασία περίπου 150 μοιρών μετά τη διασύνδεση, αλλά εάν η θερμοκρασία συνεχίσει να αυξάνεται, το EVA θα αποσυντεθεί και θα απελευθερώσει μεγάλη ποσότητα οξικού οξέος πάνω από τους 200 βαθμούς. Η θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης του POE πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 μοίρες.
2. Οξυγόνο
Το EVA και το POE δεν οξειδώνονται εύκολα σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά λόγω της παρουσίας μικρής ποσότητας μονομερούς ελεύθερου οξικού οξέος στο EVA, θα οξειδωθούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, το POE είναι όλοι χημικά σταθεροί δεσμοί υδρογονάνθρακα και η θερμοκρασία στην οποία αντιδρά με το οξυγόνο είναι πολύ υψηλότερη από την EVA.
3. Νερό
Από την άποψη της μοριακής δομής, το EVA περιέχει εστερικές ομάδες, οι οποίες είναι επιρρεπείς σε υδρόλυση. Οι ακραίες ομάδες καρβοξυλίου που παράγονται με την υδρόλυση προάγουν περαιτέρω την εμφάνιση αντιδράσεων υδρόλυσης, οδηγώντας σε ταχεία γήρανση του υλικού. Η χημική σταθερότητα ολόκληρης της υδρογονανθρακικής αλυσίδας της POE είναι πολύ υψηλή και δεν επηρεάζεται από την υδρόλυση. Από την άλλη πλευρά, η διαπερατότητα υδρατμών του φιλμ EVA σε 38 μοίρες και 90% RH είναι περίπου 25 g/m ^ 2-24 ώρες, ενώ η διαπερατότητα υδρατμών του φιλμ POE είναι 3 g/m ^ 2-24 ώρες. Δηλαδή, η διαπερατότητα υδρατμών του POE είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του φιλμ EVA, γεγονός που καθιστά το POE όχι μόνο λιγότερο επιρρεπές στην υδρόλυση, αλλά έχει επίσης πολύ υψηλότερη ικανότητα μπλοκαρίσματος νερού από το EVA, παρέχοντας έτσι ισχυρή προστασία για άλλα εξαρτήματα στο εσωτερικό το συστατικό.
4. Ακτίνες UV
Ομοίως, το POE έχει μια πλήρη δομή υδρογονανθρακικής αλυσίδας και η ενέργεια του χημικού δεσμού του είναι υψηλή. Η ενέργεια του δεσμού CH είναι 414 kJ/mol και η ενέργεια του δεσμού CC είναι 332 kJ/mol. Δεν σπάει εύκολα όταν εκτίθεται στο υπεριώδες φως στο έδαφος, ενώ η ενέργεια του δεσμού CO της εστερικής ομάδας στο EVA είναι μικρότερη από 330 kJ/mol, γεγονός που το καθιστά πιο ευαίσθητο στην υπεριώδη ακτινοβολία και τη θραύση.
Συνοπτικά, στη χρήση υλικών συσκευασίας, το POE υπερτερεί του EVA όσον αφορά τα τέσσερα βασικά στοιχεία της αξιοπιστίας της εφαρμογής σε εξωτερικούς χώρους: θερμότητα, οξυγόνο, νερό και απόδοση UV. Στις σημερινές ολοένα και πιο "υψηλής απόδοσης" και "αυστηρές απαιτήσεις" των μπαταριών, η POE εξακολουθεί να είναι η καλύτερη επιλογή για τη διασφάλιση μακροπρόθεσμης σταθερής και συνεχούς "εξόδου" των μπαταριών.