Vidro solar é feito principalmente de vidro estampado ultratransparente, com matérias-primas principais incluindo areia de quartzo, carbonato de sódio, calcário, dolomita e sulfato de sódio. Ao contrário do vidro arquitetônico comum, o vidro solar deve ter uma transmitância de luz extremamente alta para melhorar a eficiência de conversão das células fotovoltaicas. Ao reduzir o teor de ferro nas matérias-primas (normalmente abaixo de 150 ppm), o vidro solar pode reduzir a absorção da luz solar, permitindo que mais energia penetre no vidro e alcance os componentes fotovoltaicos subjacentes.
Componentes principais e estrutura do vidro solar
O vidro solar não é apenas um escudo protetor para componentes fotovoltaicos, mas também um elemento-chave para melhorar a eficiência da geração de energia. A seguir estão seus principais componentes e processo de fabricação:
1. Matérias-primas básicas
Areia de quartzo com baixo teor de ferro: Esta é a matéria-prima mais crítica. O vidro comum parece verde porque contém impurezas de ferro, enquanto vidro solar usa areia de alta pureza e baixo teor de ferro, tornando-a quase totalmente transparente.
Fluxos e estabilizadores: O carbonato de sódio é usado para diminuir o ponto de fusão da areia de sílica, enquanto o calcário aumenta a estabilidade química e a resistência física do vidro.
2. Estrutura óptica especial
Para maximizar a utilização da energia solar, o vidro solar geralmente adota os seguintes designs:
Tratamento de gravação (superfície texturizada): Um padrão específico em forma de pirâmide ou texturizado é pressionado na superfície do vidro, o que reduz a reflexão especular e faz com que a luz incidente se difunda, aumentando o comprimento do caminho da luz nas células solares.
Revestimento anti-reflexo (revestimento AR): Um revestimento de dióxido de silício com espessura nanométrica é aplicado à superfície do vidro, aumentando a transmitância da luz de aproximadamente 91% para mais de 94%.
Tipos de tecnologia convencional de vidro solar
Vidro estampado ultratransparente (usado principalmente para células de silício cristalino): Este é atualmente o tipo de vidro solar mais utilizado na indústria fotovoltaica. Através de um processo especial de gravação em relevo, uma textura específica (como uma textura ou formato de pirâmide) é formada na superfície do vidro. Esta estrutura reduz efetivamente a reflexão especular e aumenta a reflexão difusa da luz, melhorando assim a eficiência da conversão fotoelétrica. Além disso, o vidro temperado estampado possui resistência física extremamente alta e é o material de proteção preferido para usinas fotovoltaicas distribuídas e usinas montadas no solo.
Vidro float ultratransparente (usado principalmente para células de película fina): Ao contrário do vidro estampado, o vidro float ultratransparente tem uma superfície extremamente plana e lisa. Devido ao seu processo de fabricação que garante planicidade extremamente elevada, é comumente utilizado como substrato para células solares de película fina.
Em células de película fina, a camada semicondutora precisa ser depositada diretamente na superfície do vidro, exigindo assim exigências quase rigorosas quanto ao nivelamento e transparência da superfície do vidro. O vidro float ultratransparente atende perfeitamente a esse requisito de fabricação de precisão.
Por que o vidro solar é crucial na indústria fotovoltaica?
Com a aceleração da transição energética global, a procura por vidro solar continua a subir. Ele não só precisa possuir uma resistência ao impacto extremamente alta (para resistir a granizo e tempestades de areia), mas também excelente resistência às intempéries para garantir que os módulos fotovoltaicos tenham uma vida útil de mais de 25 anos em ambientes externos adversos.
Além disso, a popularização dos módulos de vidro duplo (vidro solar dupla face) impulsionou ainda mais os avanços tecnológicos. Esta estrutura não só aumenta a resistência mecânica do módulo, mas também utiliza a luz refletida na parte traseira para gerar eletricidade, aumentando significativamente a geração total de energia.
Compreender “do que é feito o vidro solar” é fundamental para compreender a eficiência da geração de energia fotovoltaica. Desde a seleção de matérias-primas de alta pureza até processos avançados de revestimento antirreflexo, cada avanço tecnológico contribui para tornar a energia verde mais acessível.
