شیشه خورشیدی ، یک ماده شیشه ای تخصصی که انتقال نور را با قابلیت های تبدیل انرژی ترکیب می کند ، نقش مهمی در ساخت - fotovoltaics یکپارچه (BIPV) ، سیستم های تولید انرژی خورشیدی و ساختمانهای کارآمد {1}. عملکرد آن نه تنها کارآیی استفاده از انرژی خورشیدی را تعیین می کند بلکه به طور مستقیم بر پایداری طولانی مدت 3 {3} مدت تأثیر می گذارد و زنده ماندن اقتصادی سیستم است. در این مقاله ویژگی های کلیدی شیشه خورشیدی از منظر نوری ، حرارتی ، مکانیکی و دوام بررسی شده و تأثیر آنها را بر روی کاربردهای عملی تجزیه و تحلیل می کند.
عملکرد نوری
یکی از عملکردهای اصلی شیشه خورشیدی انتقال کارآمد نور خورشید در حالی که به صورت انتخابی فیلتر یا جذب طول موج خاص تابش است. انتقال نور آن به طور معمول بسته به فناوری پوشش و نوع بستر شیشه ای از 80 ٪ تا 95 ٪ متغیر است. کم- آهن Ultra-} شیشه شفاف ، با محتوای یون آهن بسیار کم آن ، جذب و پراکندگی نور را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و از این طریق باعث افزایش راندمان انتقال نور می شود. علاوه بر این ، پوشش های بازتابنده ضد- می توانند ضررهای بازتاب سطح را بیشتر کاهش دهند و این امکان را فراهم می کند تا نور خورشید بیشتر وارد لایه فتوولتائیک یا فضای داخلی شود.
برای کاربردهای فتوولتائیک ، شیشه خورشیدی نیز باید انتخابی طیفی را نشان دهد ، ترجیحاً نور مرئی و در نزدیکی -} طول موج مادون قرمز (300 {2} 1100 نانومتر) ، که نسبت به سلولهای فتوولتائیک مبتنی بر سیلیکون حساس ترین هستند ، در حالی که به حداقل می رسد انتقال فتوراد (از جمله موارد زیر (از جمله موارد زیر) را به حداقل می رساند. کارآیی
عملکرد حرارتی
عملکرد حرارتی شیشه خورشیدی به طور مستقیم بر راندمان اتلاف گرما ماژول های فتوولتائیک و مصرف انرژی ساختمان تأثیر می گذارد. شیشه خورشیدی بسیار عایق به طور معمول از یک ساختار توخالی یا پایین- انتشار (پایین - e) استفاده می کند تا از فناوری پوشش برای کاهش تبادل گرما بین فضاهای داخلی و خارجی استفاده شود. به عنوان مثال ، ضریب انتقال حرارتی (مقدار u-}) دو برابر- یا سه گانه-} لایه لایه خورشیدی توخالی می تواند به اندازه 1.0 w/(m² · k) کم باشد ، و به طور موثر کاهش گرما در زمستان و گرما در تابستان را کاهش می دهد.
علاوه بر این ، شیشه خورشیدی باید مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی برای مقابله با نوسانات دمای روزانه و فصلی داشته باشد. تیمارهای معتدل یا نیمه-} می توانند به طور قابل توجهی استحکام و پایداری حرارتی شیشه را بهبود بخشند و از ترک خوردگی ناشی از شیب دما جلوگیری می کنند.
خصوصیات مکانیکی
شیشه خورشیدی باید در برابر فشار باد ، بارهای برفی ، وزن خود و تأثیر مکانیکی بالقوه مقاومت کند و قدرت مکانیکی آن را بسیار مهم می کند. شیشه خورشیدی معتدل می تواند در برابر اثرات بیش از پنج برابر شیشه شناور معمولی مقاومت کند ، و اجزای خرد شده آن ذرات زاویه دار کوچک و صاف- را تشکیل می دهند و خطرات ایمنی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.
در ساختمان فتوولتائیک - برنامه های یکپارچه ، شیشه خورشیدی نیز باید با سیستم قاب بندی یکپارچه کار کند تا از پایداری ساختاری طولانی- طولانی اطمینان حاصل شود. فناوری شیشه ای لمینت (مانند لایه PVB یا SGP) می تواند باعث افزایش باد و مقاومت لرزه ای شود و در عین حال باعث افزایش عایق صدا نیز شود.
دوام و سازگاری با محیط زیست
پایداری عملکرد طولانی {{0} termon ثبات عملکرد شیشه خورشیدی برای کاربرد تجاری آن بسیار مهم است. مقاومت در برابر آب و هوا شامل مقاومت در برابر پیری اشعه ماوراء بنفش ، خوردگی باران اسیدی ، رطوبت و دوچرخه سواری گرما و آلودگی سطح است. شیشه خورشیدی با کیفیت بالا- با کیفیت به طور معمول از روکش های لایه چند- مانند نیترید سیلیکون (SINX) یا دی اکسید تیتانیوم (Tio₂) استفاده می کند تا سختی سطح و ثبات شیمیایی را تقویت کند.
علاوه بر این ، شیشه خورشیدی باید تخریب را در انتقال نور و خواص الکتریکی تحت قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در فضای باز به حداقل برساند. به عنوان مثال ، راندمان تبدیل فوتوالکتریک شیشه فتوولتائیک روکش شده باید برای رعایت استانداردهای بین المللی (مانند IEC 61215) کمتر از 20 ٪ در طی 25 سال پوسیده شود.
پایان
بهینه سازی عملکرد شیشه خورشیدی یک رویکرد کلیدی برای بهبود کارآیی سیستم های فتوولتائیک و ایجاد بهره وری انرژی است. از طریق پیشرفت در طراحی نوری ، مدیریت حرارتی و دوام مواد ، شیشه خورشیدی مدرن ضمن دستیابی به تبدیل انرژی کارآمد و سازگاری با محیط زیست ، به انتقال بالایی دست یافته است. در آینده ، با پیشرفت فن آوری های نوآورانه مانند فناوری نانو و روکش های هوشمند ، عملکرد شیشه خورشیدی بیشتر بهبود می یابد و باعث ادغام عمیق انرژی های تجدید پذیر و فن آوری های ساختمان می شود.
