气候引导太阳能光伏玻璃的节能方向

气候引导太阳能光伏玻璃的节能方向

朱雷,金红斌,惠子娴

安徽南玻新能源材料科技有限公司 234000

摘要：在全球气候变化问题日趋严重的情况下，找到一种可持续能源解决方案，就显得非常重要。太阳能是清洁和可再生能源，对于应对气候变化有很大的潜力。而太阳能光伏玻璃是太阳能电池板中的重点部件，其性能与效率对于整个太阳能系统节能效果有着重要影响。所以研究气候因素对太阳能光伏玻璃节能方向的指导有实际意义，能够在应对气候变化，实现可持续发展目标等方面发挥积极的作用。

关键词：气候；增透原理；太阳能光伏玻璃

引言：在传统能源逐渐耗竭的今天，从各方面使用无穷无尽的绿色新能源—太阳能成了这个世纪永恒的主题，因此注重环保和节能的太阳能光伏玻璃，便应运而生了。太阳能光伏发电较以往发电系统具有显著优点，不但可以有效地利用太阳能而且几乎不损害环境及资源；也可以结合硅材料电池和超白压花玻璃达到遮阳，采光和发电的多种效果。太阳能光伏玻璃作为一种节能新材料，其技术开发已成为国内玻璃行业主导产品。

一、太阳能的主要应用区域

太阳能产业作为一个正在崛起的朝阳行业，无疑具有很大的发展潜力。太阳能作为清洁无污染的可再生能源，其应用具有广阔的前景，尤其在世界范围内不断增长的可再生能源需求背景之下，太阳能电池产业发展态势迅猛。中国是全球能源消耗最大的国家之一，为了缩短同发达国家光伏发电的差距，中国也正在积极地布局并发展光伏产业。太阳能电池产业之所以能够繁荣发展，是因为其应用领域非常广[1]。太阳能主要应用地区有偏远无电地区，城市缺电地区等。在边远无电地区利用太阳能发电，可以解决电力供应问题和改善本地居民生活条件；在城市缺电区域，太阳能发电能够缓解用电紧张状态，提升能源利用效率。另外，太阳能在城市交通标示和公共活动场馆的供电中也被广泛使用，在许多领域中也有能源需求。受国际光伏市场带动，国家不断增加光伏制造业投入。中国已形成规模巨大，技术领先的光伏产业链和100兆瓦级国产光伏电池产能。与此同时，中国在太阳能热水、太阳能取暖和太阳能照明等多个领域的研发和应用，也已经取得了明显的成果。太阳能产业成长性强，未来发展潜力大，引起广大投资者瞩目。当前，太阳能产业发展政策环境较好，政府扶持力度不断增强，对产业发展起到强有力的保障作用。但是投资者对太阳能产业进行投资，还需关注经营风险与市场竞争风险的控制，以取得较好的投资回报。在家庭电器盛行的今天，利用太阳能光伏玻璃发电装置，能有效减少家庭电费开支，经济效益显著。随着科技的发展与成本的下降，太阳能光伏玻璃发电装置必将日益受到人们的青睐，也是家庭与企业实现节能减排的一个重要选择[2]。

二、太阳能光伏玻璃的生产

太阳能光伏电池特制超白玻璃，作为太阳能光伏组件的关键组成部分，不仅太阳光透过率极高，而且硅电池光电转换效率显著提高。这类专用低铁压花玻璃一般是用压延法制造，用专用压花辊将玻璃表面压制成多种图案，有金字塔形，布纹或者钻石纹。这些花纹设计帮助降低了光的反射，并提高了光的吸收量，使光伏电池采光效果达到最佳。物理钢化处理作为一个关键步骤，将玻璃加热到接近软化点后再快速降温，来提高其机械强度。该加工既增加了玻璃承重能力，又有效地防止了积雪、冰雹、暴风等不良气候条件下玻璃受到的冲击，给太阳能电池组件带来了稳固的防护，进而延长了太阳能电池组件使用寿命。另外，为进一步提升太阳能光伏玻璃性能，厂家还会在其表面镀上一层或者数层具有减反射，防腐蚀和自清洁作用的特殊膜。这些特殊涂层能够进一步提升玻璃透光率，使光伏电池光电转换效率达到最大化，在保护玻璃表面不受环境因素腐蚀的前提下，保证光伏组件长时间平稳工作。太阳能光伏玻璃生产工艺中质量控制是关键。生产商需严格甄别原料，保证所用超白玻璃铁含量极低，以免影响光透过率。同时要求压花时对压力，温度及速度进行准确控制，才能保证压花后花纹平整细腻，达到设计要求。伴随着太阳能光伏产业迅猛发展，人们对于太阳能光伏玻璃需求量越来越大。这就促使玻璃生产厂家在生产过程中，不断地对生产工艺进行优化，提升生产效率来适应市场需求。与此同时，伴随着科技的进步，太阳能光伏玻璃新产品层出不穷，例如多层复合玻璃和透明导电玻璃，预计这些新产品将进一步提高太阳能光伏组件性能，促进太阳能光伏产业不断发展[3]。

三、太阳能玻璃增透原理

太阳能光伏玻璃是太阳能电池组件中至关重要的组成部分，其透光性能好坏直接影响光电转换效率。太阳能超白压花玻璃为最大限度地提高光伏玻璃透光率，及减少光能反射损失而经过特殊设计与材料工艺[4]。在光学原理中，当光线从一种介质（如空气）射入另一种介质（如玻璃）时，由于折射率的不同，一部分光线会在界面上发生反射。对一般浮法玻璃来说，表面一般为平滑镜面，这样可以使大量太阳光直接反射到表面，减少通过玻璃照射到太阳能电池上。太阳能超白压花玻璃为降低该光能反射损失，而在其表面上设计特殊花纹。这些特殊花纹具有破坏光的镜面反射路径和照射在玻璃表面太阳光漫反射的功能。漫反射意味着光线被分散到多个方向，而不是单一方向的反射。通过这种方式，即使一部分光反射到玻璃表面，再折射到玻璃内的概率就会增加，使光能损失减小，光的反射率显著下降。太阳能超白压花玻璃材料除表面特殊图案设计外，还决定了其具有高透光性。超白玻璃的含铁量通常低于或等于150ppm（每公斤玻璃含铁达150毫克），远低于普通玻璃。铁是普通杂质之一，能吸收玻璃内部分光能，使透光率下降。通过显著减少玻璃中铁的含量，可保证玻璃本身最大限度地吸收太阳能，从而使更多光能通过玻璃。在真实的使用场景中，太阳能光伏玻璃的透光性往往能够达到91%以上，这表明超过91%的阳光可以被玻璃吸收，进而被太阳能电池所吸纳。该高透光率由太阳能光伏玻璃表面花纹与低铁含量材料复合而成。通过该设计使太阳能光伏玻璃，保证整体板面的硅片能得到较多太阳能，以提高光电转换效率和太阳能电池性能。

四、结束语

总之，气候因素对太阳能光伏玻璃节能方向起主要影响。通过对不同气候条件太阳辐射，温度变化以及其他因素，进行深入的研究与分析，可以更好地对光伏玻璃进行设计与性能优化，提升光伏玻璃能源转化效率，以达到更加可持续利用能源的目的。今后，在气候变化继续影响以及人们对于可再生能源的需求日益增加的情况下，深入探讨气候与太阳能光伏玻璃的关系显得尤为关键。这既需要科研人员的共同努力，也需要企业以及社会各界的参与。

参考文献：

[1]景军平.光伏玻璃在双碳目标下的生产应用和前景[J].玻璃,2024,51(07):59-62.

[2]汪舒扬.光伏玻璃表面功能膜的研究进展[J].石油化工,2024,53(03):454-462.

[3]吴佳瑜,张宁.用于光伏玻璃幕墙的聚光系统设计与研究[J].长春理工大学学报(自然科学版),2024,47(01):68-76.

[4]张滋忱,吴宇凡,黄静,等.透明太阳能玻璃发电技术[J].新能源科技,2023,4(03):11-20.