2024-ieji yra esminiai metai fotovoltinių (FV) pramonei, nes dėl aršios konkurencijos sparčiai tobulėja elementų technologijos ir pramoniniai pritaikymai, gerokai viršydami tempą, buvusį prieš dešimtmetį. Nepaisant šių inovacijų, hermetizuojančiosios plėvelės pasirinkimas – POE (poliolefino elastomeras), EVA (etileno ir vinilo acetato kopolimeras) ar EPE – išlieka svarbia ir plačiai diskutuojama tema, kalbant apie tiek stiklo pluošto, tiek stiklo pluošto lakštus, tiek lanksčius modulius.
Lauko fotovoltinių modulių degradaciją lemia keturi pagrindiniai aplinkos veiksniai: šiluma, deguonis, vanduo ir ultravioletinė (UV) spinduliuotė. Nors biologinis aktyvumas šiose srityse yra nereikšmingas, kiti veiksniai vaidina lemiamą vaidmenį renkantis medžiagas. Šiame straipsnyje lyginamas EVA ir POE veikimas tokiomis sąlygomis, pateikiant naujų įžvalgų ir medžiagų parinkimo metodikų.
1. Šiluma
Ir EVA, ir POE, sujungti tinklinėmis jungtimis, gali atlaikyti trumpalaikį maždaug 150 °C temperatūros poveikį. Tačiau EVA skyla aukštesnėje nei 200 °C temperatūroje, išskirdamas didelį kiekį acto rūgšties, o POE išlieka stabilus, kol temperatūra viršija 300 °C.
2. Deguonis
Kambario temperatūroje abi medžiagos pasižymi geru atsparumu oksidacijai. Tačiau EVA sudėtyje yra nedidelis kiekis laisvųjų acto rūgšties monomerų, kurie yra linkę oksiduotis aukštoje temperatūroje. Priešingai, POE, sudarytas tik iš chemiškai stabilių anglies ir vandenilio jungčių, reaguoja su deguonimi esant žymiai aukštesnei temperatūrai.
3. Vanduo
EVA esterių grupės yra jautrios hidrolizei, todėl susidaro karboksilo grupės, kurios spartina tolesnę hidrolizę ir medžiagos skaidymąsi. POE, turintis visiškai anglies-vandenilio grandinę, yra chemiškai stabilus ir jam hidrolizė neturi įtakos. Be to, POE pasižymi geresniu atsparumu vandens garams – vandens garų perdavimo greitis (WVTR) esant 38 °C temperatūrai ir 90 % santykinei drėgmei yra maždaug 3 g/m2·24h, palyginti su EVA WVTR, kuris yra 25 g/m2·24h. Šis mažesnis pralaidumas pagerina POE gebėjimą apsaugoti vidinius modulio komponentus nuo drėgmės pažeidimų.
4. Ultravioletinė spinduliuotė
POE grandinės struktūra, sudaryta iš anglies ir vandenilio, pasižymi stipriomis cheminėmis jungtimis – CH jungtimis, kurių energija yra 414 kJ/mol, ir CC jungtimis, kurių energija yra 332 kJ/mol – todėl jos atsparios UV spindulių sukeltam skilimui. Priešingai, EVA esterių grupėse yra CO jungčių, kurių jungčių energija yra mažesnė nei 330 kJ/mol, todėl jos yra labiau linkusios degraduoti UV spindulių.
Išvada
Iš keturių pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos lauko taikymo patikimumui – karščio, deguonies, vandens ir UV spindulių – POE nuolat lenkia EVA. Kadangi FV elementai tampa vis efektyvesni ir reikalauja didesnio patikimumo, POE išlieka optimaliausiu pasirinkimu siekiant užtikrinti ilgalaikę, stabilią energijos gamybą lauko aplinkoje.
