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太陽能板如何抵抗狂風(fēng)暴雨?

臺風(fēng)來時,或是將太陽能板裝設(shè)在水面上時,可能會有人擔(dān)心模塊會因此受損、脫落,進(jìn)而危害環(huán)境,太陽能系統(tǒng)有那么脆弱嗎?

回顧太陽能技術(shù),其實一開始太陽能板相當(dāng)不堪一擊的,在狂風(fēng)暴雨中容易脫落,讓太陽能電池遇水受損,再加上太陽能系統(tǒng)的支架也被吹得東倒西歪,損壞與賠償難估算。

太陽能系統(tǒng)受損的原因有許多種,除了支架是否牢靠,太陽能板的玻璃、鋁框與電池易碎程度也都是重點,其中太陽能板結(jié)構(gòu)由上而下是強化玻璃、EVA 聚合物、太陽能電池、EVA、背板與鋁框組成,那些夾帶砂石的狂風(fēng)暴雨、風(fēng)壓都會造成太陽能模塊變形和發(fā)生暗裂,而隨著臺風(fēng)來臨的「天降之物」更是強敵,容易直接將太陽能板砸壞。

但隨著科技日新月異,太陽能板也愈來愈堅固,根據(jù)美國國家再生能源實驗室(NREL)的資料,2009 年到 2013 年間安裝的 50,000 個太陽能系統(tǒng)中,每年只有 0.1% 受損。

要如何提高太陽能系統(tǒng)的抗臺力,就需要堅固的組裝技術(shù)跟進(jìn)一步強化電池,夾具扣件數(shù)量、固定模塊的方式、安裝技術(shù)都是重點,像是日本每到夏季就會頻繁受臺風(fēng)影響,隨著氣候變遷,什么時候會遇到超過 17 級風(fēng)的機率實在難以預(yù)料,因此需要都測試風(fēng)壓來考驗?zāi)K與支架的耐力,而不管是模塊或者支架,都會有應(yīng)有的規(guī)格要求。

目前在地面型、屋頂型與水面型的面板都能承受各種惡劣天氣,但若是太陽能產(chǎn)業(yè)要朝可撓、輕便邁進(jìn),最后縫在衣服上,或是整合到攜帶式設(shè)備,電池也要防水,畢竟上方再也沒有堅固的強化玻璃可以擋風(fēng)遮雨了,只能仰賴防水涂料。

先前日本東京大學(xué)與理化學(xué)研究所(RIKEN)攜手,共同開發(fā)了一種既輕薄又防水的太陽能電池,不僅能織成衣服,還可以丟入洗衣機清洗。

該電池是由新型半導(dǎo)體聚合物 PNTz4T 材料制成,電池兩側(cè)都覆涂 1 微米厚的聚對二甲苯(Poly-p-xylylene),能抵御水和濕氣,同時允許光線進(jìn)入電池,當(dāng)時這種太陽能產(chǎn)生每平方公分約 7.86 毫瓦的電流,電池浸泡在水中約 2 小時后,效率也僅降低 5.4%,而隨著技術(shù)更迭,未來科學(xué)家也會制造出越來越耐用的太陽能電池,盼能實際用在攜帶式設(shè)備中。

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