Zastosowanie folii EVA w fotowoltaice
Trochę dziwi mnie, że nawet ludzie w branży nie wiedzą jak ważna jest folia EVA dla panelu fotowoltaicznego.
Po ostatnim ”wypadzie” na poznańskie targi uznałem, że czas temu zaradzić i napisać coś więcej na ten temat.
CH3COOCH=CH2
Folie EVA (etylen winylowy octan) zaczęto stosować na panelach fotowoltaicznych w latach 80. XX wieku. Był to ważny krok w rozwoju technologii paneli fotowoltaicznych. Wcześniej stosowano inne materiały, takie jak silikon, jako połączenie między tabliczkami krzemowymi a pleksi, jednak miały one pewne wady, takie jak ograniczona elastyczność i słaba odporność na warunki atmosferyczne.
Zastosowanie folii EVA na panelach fotowoltaicznych umożliwiło lepsze połączenie między tabliczkami krzemowymi a szkłem. Zapewniając tym samym zarówno izolację elektryczną, jak i ochronę przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak wilgoć i warunki atmosferyczne. Folia EVA jest elastycznym materiałem, który można łatwo laminować, tworząc trwałe i szczelne połączenie między warstwami panela fotowoltaicznego.
Folię EVA (etylen winylowy octan) wynalazł amerykański chemik i wynalazca Dr. Waldo Semon. Dr. Semon pracował nad rozwinięciem nowych materiałów w laboratoriach koncernu chemicznego B.F. Goodrich Company w latach 30. XX wieku. Zastosowanie folii EVA w fotowoltaice.
W 1933 roku, podczas badań nad polimerami, Dr. Semon odkrył EVA. Był to wynik jego pracy nad polimerami etylenu. W wyniku przypadkowego połączenia etylenu z octanem winylu otrzymał elastyczną i trwałą substancję, która miała wiele potencjalnych zastosowań. Odkrycie to otworzyło nowe perspektywy w dziedzinie tworzyw sztucznych.
Folia EVA, ze względu na swoje właściwości, szybko znalazła zastosowanie w różnych branżach, w tym w produkcji paneli fotowoltaicznych. Jej elastyczność, wytrzymałość, przezroczystość dla światła słonecznego i zdolność do laminowania sprawiły, że stała się popularnym materiałem w branży fotowoltaicznej.
Dzięki wynalazkowi folii EVA dokonanemu przez Dr. Waldo Semona, możliwe stało się skuteczne łączenie i ochrona elementów krzemowych w panelach fotowoltaicznych. A to jak wiemy przyczyniło się do rozwoju i popularyzacji tej technologii.
Dzięki zastosowaniu folii EVA w produkcji paneli fotowoltaicznych, panele stały się bardziej wytrzymałe i odporne na warunki atmosferyczne. A jednocześnie miały większą wydajność. Folia EVA zapewnia również ochronę przed odbiciem światła, które może wpływać na wydajność paneli.
Od czasu wprowadzenia folii EVA do produkcji paneli fotowoltaicznych, technologia ta uległa dalszemu rozwojowi. Producenci stale doskonalą proces laminowania folii EVA, aby zapewnić jeszcze lepszą wydajność i trwałość paneli fotowoltaicznych.
Wiemy już zatem, że folia EVA (Etyleno-Octan Winylu) odgrywa kluczową rolę w budowie paneli fotowoltaicznych. Jakie są jej cechy?
Jest to specjalna termoplastyczna folia, której używa się jako warstwy klejącej i izolacyjnej między warstwą szkła a komórkami fotowoltaicznymi w module. Jakie ma cechy i jak poprawia funkcjonowanie modułów fotowoltaicznych?
Warstwa klejąca
Folia EVA działa jako warstwa klejąca, łącząc poszczególne elementy panelu. Po umieszczeniu na komórkach fotowoltaicznych i pokryciu szkłem, folie EVA poddaje się procesowi laminacji. W wyniku którego tworzy się trwałe połączenie między elementami. Kleistość folii EVA pozwala na utrzymanie stabilnej struktury panelu, chroniąc komórki przed wilgocią, kurzem i uszkodzeniami mechanicznymi.
Izolacja elektryczna
Folia EVA działa również jako warstwa izolacyjna, zapewniając izolację elektryczną dla komórek fotowoltaicznych. Chroni przed przenikaniem wilgoci i zapobiega zwarciom elektrycznym między komórkami. Izolacyjne właściwości folii EVA są niezwykle istotne, ponieważ umożliwiają bezpieczne funkcjonowanie panelu w różnych warunkach atmosferycznych.
Ochrona przed czynnikami atmosferycznymi
Folia EVA działa również jako ochronna warstwa, która zapobiega przedostawaniu się wilgoci, pyłu, cząstek i innych czynników atmosferycznych do wnętrza panelu. Chroni komórki fotowoltaiczne przed działaniem wody, deszczu, śniegu, a także zmianami temperatury. To pozwala na długotrwałą i niezawodną pracę paneli w różnych warunkach atmosferycznych.
Przezroczystość dla światła słonecznego
Folie EVA zaprojektowano również tak, aby była przezroczysta dla światła słonecznego. Dzięki temu, gdy folia EVA pokrywa komórki fotowoltaiczne, umożliwia przenikanie promieniowania słonecznego do komórek, które zamieniają je na energię elektryczną. Przezroczystość folii EVA jest kluczowa dla maksymalizacji wydajności panelu i gromadzenia jak największej ilości energii słonecznej.
Trwałość i odporność:
Folia EVA jest również odporna na starzenie, promieniowanie UV i inne czynniki atmosferyczne. Jej struktura pozwala na utrzymanie swoich właściwości przez długi czas i nie uleganie degradacji pod wpływem ekstremalnych warunków. Dzięki temu zapewnia długotrwałą ochronę i wydajność panelu fotowoltaicznego.
Folia EVA pełni więc niezwykle istotną rolę w budowie paneli fotowoltaicznych. Jej właściwości klejące, izolacyjne, ochronne i przezroczystość dla światła słonecznego są niezbędne dla utrzymania struktury, wydajności i trwałości panelu. Zastosowanie folii EVA w fotowoltaice.
Skład chemiczny foli EVA (Etyleno-Octan Winylu) używanej w panelach fotowoltaicznych może różnić się nieco w zależności od producenta i konkretnych specyfikacji.
Jednak ogólnie skład folii EVA do paneli fotowoltaicznych obejmuje główne składniki chemiczne, takie jak:
- Etylen (Ethylene): Jest to podstawowy składnik folii EVA. Etylen jest organicznym związkiem chemicznym, który ma formułę C2H4. Stanowi podstawowy budulec polimeru EVA.
- Octan winylu (Vinyl Acetate): Octan winylu jest drugim głównym składnikiem folii EVA. Jest to organiczny związek chemiczny o formule CH3COOCH=CH2. Octan winylu pełni rolę w procesie polimeryzacji i wpływa na właściwości fizyczne folii EVA, takie jak elastyczność i przyczepność.
- Dodatki: Oprócz etylenu i octanu winylu, w produkcji folii EVA używa się również różnych dodatków chemicznych. Zazwyczaj dodajemy je aby poprawiać wybrane właściwości folii. Mogą to być na przykład substancje poprawiające odporność na promieniowanie UV, stabilizatory termiczne, środki przeciwutleniające itp. Dodatki te dobieramy w zależności od konkretnych wymagań technicznych i oczekiwanych właściwości folii.
Warto zaznaczyć, że dokładny skład chemiczny folii EVA podlega opatentowaniu lub jest informacją o charakterze poufnym dla konkretnych producentów. Z tego powodu szczegółowy skład folii EVA może się różnić między różnymi markami i produktami dostępnymi na rynku.
Czyli o samej folii EVA wiemy już trochę więcej. Jak zatem wygląda sam proces pokrywania nią tabliczek krzemowych na etapie produkcji modułów fotowoltaicznych?
Przygotowanie tabliczek krzemowych
Na początku procesu tabliczki krzemowe są przygotowywane do pokrycia folią EVA. Tabliczki krzemowe są zwykle wyciągane z magazynu, gdzie są przechowywane w specjalnych warunkach, aby zapobiec uszkodzeniom i zabrudzeniom.
Czyszczenie tabliczek
Tabliczki krzemowe są dokładnie oczyszczane, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia, kurz, tłuszcze i inne substancje. To często one mogą wpływać na jakość połączenia z folią EVA. Czyszczenie odbywa się za pomocą specjalnych rozwiązań chemicznych i procesów mycia.
Nakładanie folii EVA
Po czyszczeniu tabliczki krzemowe umieszcza się na taśmie przenośnikowej w linii produkcyjnej. Na etapie nakładania folii EVA, rolka folii EVA jest rozwijana, a warstwa folii jest równomiernie nakładana na tabliczki krzemowe. Ważne jest, aby folia była dokładnie ułożona. Musi pokrywać całą powierzchnię tabliczek krzemowych i nie posiadać pęcherzyków powietrza czy zagnieceń.
Laminacja
Po nałożeniu folii EVA na tabliczki krzemowe, następuje etap laminacji, który polega na utwardzaniu połączenia pomiędzy tabliczkami a folią EVA. Tabliczki krzemowe pokryte folią EVA umieszcza się w specjalnych prasach lub lamiarkach. Tam procesowo poddane są wysokiemu ciśnieniu i temperaturze. To pozwala na stworzenie trwałego i jednolitego połączenia między warstwami.
Chłodzenie i cięcie
Po laminacji, panele fotowoltaiczne przechodzą przez proces chłodzenia, który ma na celu utrwalenie połączenia między tabliczkami a folią EVA. Następnie panele są poddawane procesowi cięcia, w którym są rozdzielane na indywidualne moduły o oczekiwanych wymiarach i rozmiarach.
Po tym etapie produkcji modułów fotowoltaicznych, panele przechodzą dalsze procesy, takie jak montaż ramy, instalacja połączeń elektrycznych, testowanie jakości, pakowanie itp., aby przygotować je do wysyłki i instalacji.
Warto zauważyć, że opisany proces pokrywania tabliczek krzemowych folią EVA jest ogólnym opisem, który może różnić się w zależności od konkretnych technologii i procesów stosowanych przez różnych producentów paneli fotowoltaicznych. Każdy producent może mieć swoje unikalne metody i parametry, które dostosowuje do swojej specyficznej technologii produkcji.
Zastosowanie folii EVA w fotowoltaice. Mówiąc o producentach wymieńmy kilku z największych wytwórców folii EVA używanej w produkcji paneli fotowoltaicznych to:
- Bridgestone Corporation: Bridgestone to jedna z wiodących firm na rynku folii EVA do paneli fotowoltaicznych. Oferuje szeroki zakres folii EVA o różnych właściwościach, takich jak wydajność, odporność na warunki atmosferyczne i trwałość.
- Hangzhou First PV Material Co., Ltd.: Jest to chiński producent specjalizujący się w produkcji folii EVA dla przemysłu fotowoltaicznego. Firma oferuje wysokiej jakości folie EVA o różnych grubościach i parametrach, dostosowane do różnych rodzajów paneli fotowoltaicznych.
- Trosifol (Kuraray): Kuraray jest globalnym liderem w dziedzinie innowacyjnych materiałów polimerowych, a ich marka Trosifol dostarcza folie EVA do zastosowań fotowoltaicznych. Oferują różne typy folii EVA o różnych właściwościach, takich jak wydajność optyczna, odporność na UV i trwałość.
- Solutia (Eastman): Eastman, przedsiębiorstwo chemiczne, oferuje swoją markę Solutia jako producenta folii EVA do paneli fotowoltaicznych. Firma zapewnia wysokiej jakości folie EVA, które spełniają rygorystyczne standardy branżowe.
- Sekisui Chemical Co., Ltd.: Sekisui Chemical to japoński koncern, który produkuje folie EVA dla przemysłu fotowoltaicznego. Ich folie EVA cenimy za wysoką jakość, wydajność i trwałość.
Wiemy, że folia EVA to materiał niezbędny i o wielu wysoko pożądanych walorach technologicznych. Niestety nie jest on doskonały. Dochodzić może do jego zniszczenia czy uszkodzenia już na etapie produkcji czy laminacji a potem samego użytkowania paneli fotowoltaicznych. Zastosowanie folii EVA w fotowoltaice.
Degradacja folii EVA w panelach fotowoltaicznych może być spowodowana przez różne czynniki, a oto kilka głównych przyczyn:
Długotrwałe działanie czynników atmosferycznych
Ekspozycja na intensywne promieniowanie słoneczne, wysoką temperaturę, wilgoć, deszcz, śnieg i inne czynniki atmosferyczne mogą powodować degradację folii EVA. Długotrwała ekspozycja na te czynniki może prowadzić do degradacji polimeru EVA, zmniejszenia elastyczności i utraty właściwości ochronnych.
Warunki termiczne
Wysokie temperatury, zwłaszcza w połączeniu z wysokim poziomem wilgoci, mogą przyspieszać proces degradacji folii EVA. W wyniku tego może wystąpić utrata adhezji, pękanie folii, zmniejszenie właściwości optycznych i pogorszenie wydajności paneli fotowoltaicznych.
Oksydacja
Ekspozycja folii EVA na tlen z powietrza może prowadzić do procesu oksydacji, co powoduje zmiany chemiczne i fizyczne w strukturze folii. Oksydacja może powodować pogorszenie właściwości mechanicznych, zmniejszenie przezroczystości i zwiększenie ryzyka degradacji paneli fotowoltaicznych.
Wilgoć
Przenikanie wilgoci do struktury folii EVA może prowadzić do zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej, zmniejszenia adhezji i pogorszenia właściwości elektrycznych. Wilgoć może również prowadzić do rozwoju mikroorganizmów, takich jak pleśnie, które mogą przyczyniać się do degradacji folii.
Czynniki chemiczne
Kontakt z nieodpowiednimi substancjami chemicznymi, takimi jak rozpuszczalniki organiczne, detergenty, oleje czy niektóre substancje związane z instalacją paneli fotowoltaicznych, może negatywnie wpływać na folię EVA, prowadząc do jej degradacji.
Aby zmniejszyć ryzyko degradacji folii EVA w panelach fotowoltaicznych, producenci starają się stosować wysokiej jakości materiały, optymalizować procesy produkcji i wprowadzać ulepszenia technologiczne. Dodatkowo, odpowiednie projektowanie systemu montażu i instalacji paneli fotowoltaicznych może pomó
Czy folia EVA to jedyne rozwiązanie dla branży fotowoltaicznej? Czy możemy używać również innych materiałów, które spełniają te same specyfikacje co EVA?
Tak, w produkcji paneli fotowoltaicznych można stosować również inne materiały, zarówno jako alternatywę dla folii EVA, jak i w kombinacji z nią. Oto kilka przykładów:
- Folie TPU (poliuretan termoplastyczny): TPU jest elastycznym materiałem, który może być stosowany jako alternatywa dla EVA. Posiada podobne właściwości mechaniczne i termiczne. TPU może być stosowane jako warstwa kleju lub ochronnej powłoki w panelach fotowoltaicznych.
- Folie PVB (butyral winylu i poliwinylobutyral): PVB jest stosowane głównie jako warstwa kleju i ochronna powłoka w panelach fotowoltaicznych. Posiada dobre właściwości adhezyjne i elastyczność. PVB jest szczególnie popularne w zastosowaniach, gdzie wymagana jest wysoka odporność na wodę i warunki atmosferyczne.
- Folie POE (polietylen o dużej gęstości): POE jest stosowane jako alternatywa dla EVA. Ma podobne właściwości termiczne i mechaniczne. Folie POE są stosowane głównie w panelach fotowoltaicznych o wyższej wydajności, które wymagają lepszej odporności termicznej i stabilności.
- Folie PET (polietylenotereftalan): PET jest stosowane jako alternatywa dla EVA w niektórych panelach fotowoltaicznych. Ma dobre właściwości mechaniczne i termiczne. Folie PET są zwykle stosowane w panelach o większej sztywności i trwałości.
Należy zauważyć, że wybór materiału zależy od specyfikacji technicznych, wymagań aplikacyjnych i preferencji producenta paneli fotowoltaicznych. Każdy materiał ma swoje unikalne właściwości i zastosowania, które mogą wpływać na wydajność i trwałość paneli fotowoltaicznych.
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!
