glass made for the sun

Transkript

1 glass made for the sun Herstellung und Veredelung von Dünnglas für die PV-Anwendungen Ihno Baumann & Thomas Keyser; 9. Workshop Photovoltaik Modultechnik

2 Agenda Unternehmen Motivation & Anforderungen Methoden der Herstellung Vorspannen Kosten: 2,0 mm vs. 3,2 mm Verringerung von Einbettungsverlusten Fazit

3 Unternehmen Start Produktion Float im September 2009 Start Produktion Glasverarbeitung April 2010 Start Produktion Beschichtung im Feb Kapazität Float ~ 700 t / d Max. Kapazität low-iron-float ~ 22 Mio. m² Kapazität Beschichtung ~ 10 Mio. m² p.a. Kapazität Vorspannanlage ~ 4,5 Mio. m² p.a.

4 Motivation Dünnglas Quelle: Kuraray Europe Glas-Glas-Module auf Basis von 2x2 mm Glas Steigende Anforderungen an die Qualität und Zuverlässigkeit der Module sowie veränderte Anforderungen an den Brandschutz machen Glas-Glas-Module zu einer interessanten Option. Insbesondere für die lokalen Hersteller, die sich an den qualitätsorientierten Verbraucher wenden, eine Möglichkeit zur Marktabgrenzung AEG SOLAR 1984: Erstes Glas-Glas-Modul (2x2 mm Floatglas mm PVB)

5 Anforderungen an das Dünnglas Verfügbarkeit aus Massenproduktion Geringer Preis Maximale Transmission Stabile AR-Beschichtung Hohe Biegezugfestigkeit Geringe Fertigungstoleranzen Bestmögliche Planität (Laminationsprozess)

6 Herstellung Dünnglas Gussglasverfahren Floatglasverfahren Gesamteisengehalt ~ 120 ppm TE PV ~ 92,0 % bei 2,0 mm Funktionelle Strukturen verfügbar AR-Beschichtung verfügbar Vertraute Optik 2,0 mm sicher beherrschbar Gesamteisengehalt ~ 100 ppm TE PV ~ 91,5 % bei 2,0 mm Keine Schwermetallverbindungen AR-Beschichtung verfügbar Geringe Fehlerdichte und größe Enge Fertigungstoleranzen Glasdicken < 2,0 mm möglich 2,0 mm AR Solarglas ist verfügbar aus Massenproduktion

7 Vorspannen von Dünnglas Thermisches Vorspannen Quelle: AGC Chemisches Härten Quelle: Zeiss Typ. Glasdicke 2,0 mm bis 12,0 mm Schlagartiges Abkühlen von 650 C Druckspannung in der Glasoberfläche, Zugspannung im Kern Massenproduktion Typ. Glasdicke 0,8 mm bis 1,5 mm Ionenaustausch Druckspannung in der Glasoberfläche Anwendung z.b. Displays Relativ aufwendig und teuer Moderne Vorspannanlagen gewährleisten eine hohe reproduzierbare Qualität bei gleichzeitig hoher Verarbeitungsgeschwindingkeit

8 Bruchbild 2,5 mm Vorgespannt in Anlehnung an EN Biegezugfestigkeit: >150 N/mm² 2,0 mm Teilvorgespannt in Anlehnung an EN Biegezugfestigkeit: >110 N/mm² Performance übertrifft die Normanforderungen an 4,0 mm Standardglas Anforderungen an die Planität sind sicher beherrschbar Taktzeit <9 sec. / Stück

9 Pendelschlagversuch EN 12600:2002: Verfahren für die Stoßprüfung und Klassifizierung von Flachglas Klasse 1B1 Fallhöhe 1200 mm 2x 2,0 mm Solarfloatglas 2x 0,5 mm PVB-Folie Glas-Glas-PV-Modul mit PVB-Einkapselungsfolien erfüllt höchste Sicherheitsanforderungen an Verglasungen in der Gebäudehülle

10 Kosten 2,0 mm vs. 3,2 mm Float Reduzierung der Tonnage um ca. 25 % Erhöhter Energiebedarf pro kg Glas Zusätzliche Toproller Beheizung Floatbad erforderlich Erhöhter Anblasdruck beim Vorspannen Relative Kosten pro kg Glas sind höher, aber: Leichte Kostenvorteile auf Basis von Massenproduktion

11 Mehr Transmission Quelle: Interpane Schichtoberfläche offenporiger Teil der AR-Schicht geschlossener Teil der AR-Schicht SiOx Glassubstrat Abflachung der UV-Absorptionskante durch Dünnglas Spürbare Reduzierung der Reflexion durch AR-Beschichtung Erfordert optimierte Materialien (UV)

12 Innovatives Glas-Glas-Modul Frontglas 2,0 mm dünnes besonders eisenarmes Solarfloatglas mit einer robusten Mono- Breitband-Antireflexbeschichtung. Das f solarfloat HT bietet eine Energietransmission (TE PV ) von rund 94 %. Einkapselungsfolien Verwendet wurde die TROSIFOL SOLAR UV+ mit einer optimierten UV- Transparenz. Eine PVB-Einkapselungsfolie SOLAR R40 ULTRA WHITE reflektiert das Sonnenlicht und trägt so zur Steigerung der Moduleffizienz bei. Light Harvesting String (LHS) Die strukturierte Oberfläche des versilberten Bändchens LHS SELECT von Schlenk lenkt das Sonnenlicht in einem exakt definierten Winkel an die Grenzschicht Luft/Glas und führt zu einer Totalen Internen Reflektion (TIR). Silizium-Solarzellen mit einer selektiven Emitter Technologie Dünnglas

13 Standardmodul 3,2 mm Solarglas EVA SE-Zelle Weißes Backsheet Lassen sich Einbettungsverluste minimieren?

14 AR-Beschichtung 3,2 mm AR-Solarglas EVA SE-Zelle Weißes Backsheet Reduzierung der Reflexionsverluste an der Grenzfläche Luft / Glas

15 Dünnglas 2,0 mm AR-Solarglas EVA SE-Zelle Weißes Backsheet Der Einfluss der flacheren UV Absorptionskante (Glasdicke) auf das Gesamtergebnis ist vernachlässigbar klein

16 PVB UV+ 2,0 mm AR-Solarglas PVB UV+ SE-Zelle Weißes PVB 2,0 mm Solarglas Einbettungsverluste lassen sich spürbar minimieren

17 Stromdichte AM1,5-Spektrum + IQE (Zelle) + spektrale Verluste / Gewinne Standardmodul Innovatives Glas-Glas-Modul Die höhere UV-Transmission erschließt die vorherigen optischen Verluste im Spektralbereich zwischen 300 nm und 400 nm vollständig

18 Steigerung der Moduleffizienz ARC1 ARC3 ARC4 PVB Glasdicke 3.2 mm 3.2 mm 2 mm 2 mm Beschichtung ohne AR AR AR Einkapselungsfolie EVA EVA EVA PVB Rückseite backsheet backsheet backsheet Glas Zelle SE SE SE SE Verbinder standard standard standard standard durch die Kombination hochwertiger Komponenten

19 Steigerung der Moduleffizienz Modulebene - Standard F Solar Glasdicke 3.2 mm 2 mm Beschichtung ohne AR Einkapselungsfolie EVA PVB Rückseite backsheet Glas Zelle SE SE Verbinder standard LHS ~ 5,5 % relative Effizienzsteigerung ~ 1 % absolut

20 Einfluss des Glases Relativer Gewinn: 2,0 mm vs. 3,2 mm: + 0,3 % AR - Beschichtung: + 2,0 %

21 Fazit Steigerung der Moduleffizienz durch die Kombination hochwertiger Komponenten. 2x 2,0 mm Glas-Glas-Module bieten eine hervorragende Steifigkeit im Vergleich zu Glas- Folien-Modulen und sind optimal geeignet für In-Dach, Auf-Dach sowie BIPV Anwendungen. 2,0 mm Solargläser lassen sich thermisch vorspannen, schnell und in reproduzierbarer Qualität. 2,0 mm AR-beschichtetes Solarglas ist jetzt verfügbar.

22 Vielen Dank! glass made for the sun f solar GmbH t +49 (0) f +49 (0) info@fsolar.de

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