Стекла для солнечных панелей

Когда говорят про стекла для солнечных панелей, многие сразу представляют себе просто очень прозрачное и прочное стекло. Но это, пожалуй, самое большое заблуждение. На деле, это целая инженерная система, где каждый параметр — светопропускание, прочность, вес, стойкость к песку и граду — напрямую влияет на то, сколько киловатт-часов вы получите через 25 лет. И если ошибиться в выборе, модуль может не пережить и первую зиму.

Что скрывается за ?солнечным? стеклом?

Основная задача — пропустить максимум света к фотоэлектрическим ячейкам и защитить их от внешней среды. Казалось бы, что тут сложного? Но ключевой параметр — именно спектральное пропускание. Обычное флоат-стекло тут не подходит, его железосодержащая структура ?съедает? часть полезного спектра, особенно в синей и УФ-области. Нужно низжелезистое (low-iron) стекло. Но и это не панацея.

Например, многие забывают про вопрос закалки. Стекло должно быть термически упрочнено не просто для прочности, а для того, чтобы при резких перепадах температуры — скажем, летний дождь на раскаленную поверхность — не пошла сетка трещин. Видел случаи, когда пытались сэкономить, используя полузакаленное стекло для панелей в условиях Сибири. Результат был печальным — после циклов ?мороз-солнце? появлялись микротрещины, которые через пару лет вели к попаданию влаги и деградации ячеек.

Еще один нюанс — покрытие. Антибликовое (AR) покрытие — это уже почти стандарт для качественных модулей. Оно увеличивает светопропускание на 2-3%, что за срок службы панели дает существенную прибавку в энергии. Но качество покрытий бывает разным. Дешевые варианты могут быстро истираться под воздействием песка или терять свойства из-за УФ-излучения. Проверял образцы одного производителя — через год искусственного старения AR-слой начал мутнеть.

Практические проблемы на монтаже и в эксплуатации

Теория теорией, но все встает на свои места на стройплощадке. Вес, например. Переход на стекла толщиной 2 мм вместо 3,2 мм для крупноформатных модулей — это огромная экономия на логистике и нагрузке на каркас. Но тут же возникает головная боль с механической прочностью при монтаже. Если монтажники привыкли работать с более толстым стеклом, они могут не рассчитать усилие при затяжке зажимов, что ведет к локальным напряжениям и риску разрушения.

Упомяну и про такую мелочь, которую часто упускают из спецификаций — краевая обработка. Сколы или микротрещины по кромке, невидимые глазу, становятся точками роста для более серьезных повреждений при ветровой нагрузке. Приходилось отбраковывать целую партию модулей из-за плохо обработанных кромок стекол — производитель сэкономил на финишной шлифовке.

А еще есть проблема совместимости с герметиком (EVA или POE). Стекло должно иметь определенную энергию поверхности для обеспечения адгезии. Была история на одном из заводов, где сменили поставщика стекла, не проверив этот параметр. Через полгода на готовых модулях появились признаки расслоения — пузыри по краям. Пришлось срочно менять технологию подготовки поверхности или возвращаться к старому поставщику.

К вопросу о поставщиках и материалах

Рынок стекол для фотоэлектрики довольно консолидирован, но появляются и новые игроки, особенно из Азии. Их продукция часто привлекательна по цене, но здесь нужна максимальная техническая экспертиза. Не все могут обеспечить стабильность параметров от партии к партии. Для критически важных проектов мы всегда настаиваем на расширенных испытаниях, включая испытания на двойное кручение для определения прочности и тесты на абразивный износ.

Кстати, о материалах для производства. Качество стекла начинается с сырья. Компании, которые контролируют всю цепочку, от сырья до готового листа, обычно дают более предсказуемый результат. Вот, например, ООО Внутренняя Монголия Ишэн Новые Материалы (https://www.cn-yisheng.ru). Они, как я понимаю из их описания, специализируются на огнеупорах для печей, в том числе для стекловарения. Это косвенный, но важный признак. Если компания глубоко разбирается в материалах для высокотемпературных процессов, значит, понимает нюансы состава и термообработки. Их экспертиза в области огнеупорных материалов для печей в фотоэлектрической промышленности может быть ключевой для производителей стекла, которые стремятся к стабильности параметров плавки низжелезистого стекла. Хотя они и не производят само стекло, но качественные огнеупоры — это основа для стабильного и чистого процесса его изготовления.

Тренды и личные размышления

Сейчас много говорят про двусторонние (bifacial) панели. Для них требования к стеклу еще выше — нужна высокая прозрачность и прочность с обеих сторон. А еще появляются стекла с функцией самоочистки или антиобледенения. Выглядит заманчиво, но каждый такой функциональный слой — это еще один потенциальный пункт для долгосрочной деградации. Пока что для крупных солнечных электростанций я остаюсь консерватором: надежное, проверенное низжелезистое стекло с качественным AR-покрытием и правильной закалкой.

Иногда кажется, что мы зациклились на росте эффективности ячеек на доли процента, но упускаем из виду потенциал оптимизации именно стекол для солнечных панелей. Улучшение светопропускания на 0.5% или увеличение срока службы покрытия на 5 лет — это колоссальный эффект в масштабах гигаваттной станции.

В конце концов, стекло — это лицо и щит панели одновременно. Его выбор нельзя делегировать только отделу закупок, гонящемуся за низкой ценой за квадратный метр. Это должно быть инженерное решение, основанное на понимании технологии, условиях эксплуатации и, что немаловажно, на доверии к поставщику, который понимает всю серьезность этой, казалось бы, простой детали. И понимание начинается с основ — даже с таких, как материалы для печей, в которых это стекло рождается.